پژوهشگران دانشگاه علم و صنعت موفق به سنتز ردیف‌های منظم نانومیله TiO2 با روش سل-
ژل به کمک قالب‌های آلومینای متخلخل شدند.
مهندس عباس صادق‌زاده عطار، دانشجوی دکتری مهندسی مواد دانشگاه علم و صنعت
محققی است که با استفاده از روش سل- ژل توانسته ردیف‌های منظم نانومیله TiO2
را رشد دهد. نانومیله‌های TiO2 می‌توانند باعث افزایش راندمان سلول‌های خورشیدی
شوند. کارایی چنین ابزارهایی می‌تواند توسط کنترل نسبت طول به قطر نانومیله‌ها
تغییر کند. همچنین این نانومیله‌ها، به دلیل فراهم آوردن مسیر مستقیمی برای
عبور الکترون در بارگذاری‌های خیلی کم، کاربرد وسیعی در ابزارهای فوتوولتائیک
دارند.
صادق‌زاده در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه توسعه فناوری‌نانو، اظهار داشت:
“هدف از این تحقیق، رشد نانومیله‌های TiO2 با روش سل- ژل به کمک قالب‌های
آلومینای متخلخل و بررسی عوامل مؤثر بر ساختار و ریزساختار آن‌ها می‌باشد”.
صادق‌زاده در ادامه در مورد نحوه انجام کار و نتایج، گفت: “به منظور سنتز ردیف‌های
نانومیله TiO2، ابتدا پنج نوع سل TiO2 با نسبت‌های مولار مختلف از مواد اولیه
به روش سل- ژل تهیه شد. از طرف دیگر زیرلایه‌های آلومینای آندی استفاده شده به
عنوان قالب با قطر حفرات مختلف در حدود ۳۰۰-۲۰۰، ۱۵۰-۱۰۰ و ۸۰-۵۰ نانومتر از
شرکت Whatman انگلستان خریداری شدند. پس از آماده‌سازی قالب‌ها، با استفاده از
سرنگ، محلول‌های TiO2به داخل تمپلیت‌های آلومینایی با فشار وارد و سپس در مدت
زمان معین داخل محلول جوشان TiO2 قرار داده شدند تا حفرات قالب به طور کامل
پرشوند. پس از شستشو با اتانول و آب، نمونه‌ها به مدت ۲۴ ساعت در دمای محیط خشک
شده و جهت تهیه نانومیله‌ها با ساختارهای کریستالی آناتاز و روتیل، داخل کوره
در دماها و زمان‌های مختلف، آنیل شدند.
در مرحله بعد لایه سطحی TiO2 روی نمونه‌ها توسط پولیش مکانیکی برداشته شده و
سپس جهت دستیابی به نانومیله‌های TiO2، قالب‌های آلومینایی توسط محلول NaOH حذف
شدند. در نهایت نیز به منظور مطالعات ساختاری و ریزساختاری ردیف‌های نانومیله
TiO2 تولید شده با استفاده از روش‌های مختلف مشخصه‌یابی شدند”.
از مزایای روش استفاده شده در این تحقیق می‌توان به سادگی، هزینه کم و
تکرارپذیری آن اشاره کرد. همچنین کلیه مواد شیمیایی این روش در آزمایشگاه‌های
داخلی موجود بوده و نیاز به تجهیزات خاص و پیچید‌ه‌ای نیست.
این مخصول می‌تواند در صنایع اپتیک، الکترونیک، حسگرها، کاتالیزورها، انرژی،
تصفیه آب و محیط زیست، پیل‌های خورشیدی و غیره مورد استفاده قرار گیرد.
این کار تحقیقاتی در قالب پایان‌نامه دکتری مهندس صادق‌زاده عطار و با راهنمایی
دکتر میردامادی و خانم دکتر اسماعیل‌بیگی و مشاوره مهندس ساسانی از پژوهشکده
اپتیک و لیزر انجام شده است. بخشی از این پروژه نیز با همکاری پروفسور Kunihito
Koumoto و دکتر Katagiri Kiyofumi از دانشکاه ناگویای ژاپن صورت گرفته است.
جزئیات این پژوهش که از حمایت تشویقی ستاد بهره‌مند گردیده، در مجله PHYSICS D:
APPLIED PHYSICS (جلد۴۱، صفحه ۱۵۵۳۱۸، سال ۲۰۰۸) منتشر شده است.
|
