محققان از نقاط کوانتومی چهارپایه به عنوان پیمایشگر استرس در الیاف پلیمری استفاده کردند. این نقاط کوانتومی بدون آسیب زدن به ساختار الیاف، امکان تعیین مشخصات آن‌ها را فراهم می‌کنند.
بررسی استحکام کششی الیاف پلیمری با نقاط کوانتومی
پژوهشگران آزمایشگاه ملی لورنس موفق به ارائه روشی برای تعیین استحکام کششی الیاف پلیمری شدند. در این روش از نقاط کوانتومی چهارپایه برای تعیین مشخصات الیاف پلیمری استفاده شده است؛ بدون این که خواص مکانیکی پلیمرها دستخوش تغییری شود.
پاول الیویساتوس و همکارانش در این پروژه از نقاط کوانتومی سلنید کادمیم استفاده کردند. سلنید کادمیم در مرکز قرار گرفته و چهار بازو از جنس سولفید کادمیم آن را احاطه کرده‌اند. این نقاط کوانتومی با استفاده از الکتروریسندگی وارد بدنه الیاف پلیمری می‌شوند.
الیویساتوس می‌گوید: «با استفاده از فرآیند الکتروریسندگی می‌توان تا ۲۰ درصد وزنی نانوالیاف را با نقاط کوانتومی چهار پایه پر کرد در حالی که خواص مکانیکی الیاف تغییر چندانی نمی‌کند. این نقاط کوانتومی فلورسانس نه تنها می‌تواند استرس وارد شده بر الیاف را نشان دهد بلکه رفتار الیاف را در حین وارد کردن فشار مشخص می‌کند.» او همچنین می‌افزاید: «نانوبلورهای چهارپایه به عنوان پیمایشگر فلورسانس استرس در نانوکامپوزیت ریسیده شده مورد استفاده قرار می‌گیرد.»
نانوکامپوزیت پلیمری، به الیاف پلیمری گفته می‌شود که نانوذرات به درون آن وارد شده باشد. چنین نانوکامپوزیت‌هایی می‌تواند کاربردهای متعددی در حوزه زیست‌پزشکی و علم مواد داشته باشد. الیویساتوس می‌افزاید: «درک تداخل میان پلیمر و نانوذرات بسیار مهم است. روش‌های مختلفی برای درک این رفتار ارائه شده است اما همه آن‌ها از اشکالاتی برخوردار هستند؛ برای مثال موجب تغییر ساختار پلیمر در مقیاس مولکولی می‌شوند. اما در این روش بدون این که تغییری در ساختار الیاف ایجاد شود، نانوذرات درون الیاف قرار داده شده است.»
این نقاط کوانتومی نقش نانوحسگر را ایفا می‌کنند؛ به این شکل که با اعمال فشار، بازوهای نقاط کوانتومی تغییر وضعیت داده و رنگشان تغییر می‌کند. روش الکتروریسندگی موجب اتصال بهتر نانوذرات به الیاف می‌شود.
نتایج این پژوهش در نشریه Nano Letter به چاپ رسیده است.
