محققان حوزه نانومواد در فنلاند، آمریکا و چین یک اطلس ۴۶۶ رنگی نوع منحصر به‌فرد از جنس نانولوله کربنی تک جداره ایجاد کردند.
اطلس رنگی از جنس نانولوله‌های کربنی با ۴۶۶ رنگ!
جزئیات مربوط به این اطلس رنگی نانولوله‌ای در قالب مقاله‌ای در Advanced Materials منتشر شده است. در این مقاله، محققان روش جدیدی برای پیش‌بینی رنگ‌های خاص فیلم‌های نازک ساخته شده با ترکیب هر یک از ۴۶۶ گونه از نانولوله‌ها را ارائه کردند. این تحقیق توسط محققان دانشگاه آلتو فنلاند، دانشگاه رایس و دانشگاه پکن چین انجام شده است.
اسکو کاپینن، فیزیکدان آلتو، از محققان اصلی این پروژه می‌گوید: «کربن که به‌عنوان رنگ سیاه آن را می‌شناسیم، می‌تواند شفاف به نظر برسد یا هر رنگ دیگری به خود بگیرد. اگر نور کاملاً توسط نانولوله‌های کربنی در ورق جذب شود، این صفحه سیاه به نظر می‌رسد. اگر کمتر از نیمی از نور در نانولوله‌ها جذب شود ، ورق شفاف به‌نظر می‌رسد. وقتی ساختار اتمی نانولوله‌ها فقط باعث واجذب طول موج‌های نوری خاصی شود، یا طول موجی جذب نشود، آنگاه نانولوله‌ها رنگی دیده می‌شوند.»
نانولوله‌های کربنی مولکول‌های کربن توخالی و بلندی هستند. ساختار اتمی و رفتار الکترونیکی هر نانولوله کربنی با توجه به زاویه رول شدن لوله‌ها تعیین می‌شود.
در این مقاله، این دو ویژگی در یک سیستم شماره‌گذاری «(n ، m)» نشان داده شده است که ۴۶۶ نوع نانولوله را با استفاده از آن فهرست‌بندی می‌کند، هر کدام از نانولوله‌ها با ترکیبی مشخص از ویژگی‌های ساختاری و (n ، m) خاص خود مشخص شده و هر نانولوله دارای یک رنگ مشخص است.
گروه تحقیقاتی کوپینن سال‌ها به مطالعه نانولوله‌های کربنی و فیلم‌های نازک نانولوله‌ای پرداخته است و قبلاً در ساخت فیلم‌های نازک نانولوله ای رنگی که سبز، قهوه ای و خاکستری نقره‌ای به نظر می‌رسید، موفق شده بود.
در این پروژه جدید، تیم تحقیقاتی کوپینن رابطه بین طیف نور جذب شده و رنگ ظاهری ضخامت‌های مختلف فیلم‌های نانولوله را بررسی کردند و یک مدل کمی را توسعه دادند که می‌تواند مکانیسم رنگ‌آمیزی فیلم‌های نانولوله را بدون ابهام شناسایی و رنگ‌های خاص فیلم‌ها را پیش‌بینی کند.
جونیچیرو کونو، محقق دانشگاه رایس که آزمایشگاه او راز رنگ نانولوله‌های کربنی با پیکربندی صندلی را در سال ۲۰۱۲ کشف کرد، فیلم‌هایی را تهیه کرد که فقط از نانولوله‌های (۶،۵) ساخته شده بودند که از آنها برای کالیبراسیون و تأیید مدل آلتو استفاده شد.
محققان دانشگاه‌های آلتو و پکن از این مدل برای محاسبه میزان جذب فیلم و رنگ بصری آن استفاده کردند. آزمایش‌ها نشان داد که رنگ اندازه‌گیری شده فیلم کاملاً با پیش‌بینی رنگ توسط مدل مطابقت دارد.
مدل محققان نشان می‌دهد که ضخامت یک فیلم نانولوله و همچنین رنگ نانولوله‌های موجود در آن، بر جذب نور فیلم تأثیر می‌گذارد. آنها اطلسی متشکل از ۴۶۶ رنگ با استفاده از نانولوله‌های کربنی ارائه کردند.
