شیمیدانانِ کالجِ بوستون با استفاده از دو عنصر نسبتاً ارزان و فراوان، تورهای نانومقیاس تولید نمودهاند. این نانوتورها، تارهای بافتهشده انعطافپذیری از سیمهای نانومقیاس هستند که مساحت سطح ابزارها را چند برابر میکنند. این افزایش سطح برای ارتقای کارایی سیمها در کاربردهای الکترونیک و انرژی، امری ضروری است.
ارتقای بازده ابزارهای الکترونیکی با نانوتورهای ساختهشده از نانوسیم
شیمیدانانِ کالجِ بوستون با استفاده از دو عنصر نسبتاً ارزان و فراوان، تورهای نانومقیاس تولید نمودهاند. این نانوتورها، تارهای بافتهشده انعطافپذیری از سیمهای نانومقیاس هستند که مساحت سطح ابزارها را چند برابر میکنند. این افزایش سطح برای ارتقای کارایی سیمها در کاربردهای الکترونیک و انرژی، امری ضروری است.
پروفسور دونوی وانگ از دانشگاه مذکور و گروهش، سیمهایی از تیتانیوم و سیلیکون را در قالب یک شبکه دوبعدی از شاخهها(که شبیه یک تور مستطیلی و هموار بود) رشد دادند. این گروه با ساخت نانوتورها، بر یکی از چالشهای قدیمی در مهندسی نانو فائق آمدهاند و آن، ساخت مادهای بسیار نازک است که بهرغم ضخامت بسیار کم، باید پیچیدگی خود را حفظ کند و ساختمان آن به اندازهای بزرگ یا طویل باشد که بتواند یک بار الکتریکی را به شکل مؤثری منتقل کند.
وانگ در این باره گفت:«ما قصد داشتیم تا یک ساختار نانویی بسازیم که برخلاف سایر ساختارها، مساحت سطح نسبتاً بزرگی داشته باشد. هدف ما افزایش مساحت سطح و حفظ یکپارچگی ساختاری مواد بدون فدا کردن مساحت سطح و متعاقباً ارتقای کارایی است.» بنا به اظهارت وانگ و همکارانش، این نانوتورها بهطور خودبهخود به روش پایینـبالا و بدون نیاز به هیچ گونه کاتالیستی رشد کرده و ساخته شدند. ساختارهای نانویی پایهای معمولاً در صفر و یا یک بعد ساخته میشوند، پیچیدهترین ساختارها در سه بعد ساخته میشود و شکلی مشابه با شاخههای یک درخت دارند. وانگ و گروهش با تمرکز بر روی دو بعد، تارهایی تولید نمودند که شبیه یک درخت با تمام شاخههای آن بود و شاخهها در جهت عمود بر تنه رشد میکردند.
پیش از این ثابت شدهاست که دیسیلیسید تیتانیوم(TiSi2) محدوده وسیعی از طول موجهای نور خورشید را جذب میکند. رسانایی این ماده ارزان، تحسین وانگ را برانگیختهاست. دیسیلیسید تیتانیوم کاربردهای بسیاری چون فوتوکاتالیست برای تجزیه آب، ذخیرهسازی گاز، جداسازی هیدروژن از اکسیژن و تولید هیدروژن برای مصارف سوختی دارد. بنا به اظهارات وانگ، آزمایشها نشان داد که با بهکارگیری از نانوتورها و بهدلیل اتصالات باکیفیت آنها، قابلیت رسانایی الکتریسیته این ماده ارتقا مییابد و از این رو، میتوان از نانوتورها در کاربردهایی چون الکترونیک و انرژی بهره گرفت.
وانگ در خصوص سمت و سوی فعالیتهای گروه گفت:«کشف این ساختار منحصربهفرد ما را هیجانزده کردهاست و تاکنون ما تلاش کردهایم تا دریابیم که این نانوتور به چه میزان کارایی موادی را داراست که پیش از این در کاربردهای الکترونیک و انرژی پاک استفاده شدهاند».
نتایج این تحقیق در نشریه Angewandte Chemie به چاپ رسیدهاست.