مشاهده‌ی بلادرنگ رشد بلورها

مواد نانوحفره‌ای بلوری بسیار مورد توجه محققان هستند وکاربردهای فراوانی در
جدا‌سازی، واکنش‌های کاتالیزوری و ذخیره‌ی گاز دارند. اما محققان هنوز درک
کاملی از سازوکار رشد این مواد ندارند. این در حالی‌است که اگر بتوان رشد آنها
را کنترل کرد و خواصی همچون ترکیب، ساختار، اندازه و شکل این نانومواد را در
اختیار گرفت، می‌توان مواد جدیدی تولید نمود.

اکنون محققانی از انگلستان به یک روش بلادرنگ برای تشخیص سازوکار رشد بلورها
رسیده اند؛ آنها برای اولین بار توانسته‌اند با استفاده از میکروسکپ نیروی اتمی
(AFM) ، رشد بلورها را در طی فرایند رشد مشاهده کنند. این کار به درک سازوکار
رشد بلورها کمک خواهد کرد.

در این تحقیق، رشد بلورهای یک ماده‌ی نانوحفره‌ای موسوم به HKUST-1 مورد مطالعه
قرار گرفته است. این ماده‌ی یکی از اعضای مهم خانواده‌ی مواد نانوحفره‌ای فلزی
آلی به شمار می‌رود که برای مواردی همچون ذخیره‌ی گاز و خالص‌سازی مورد توجه و
مطالعه قرار دارد.

محققان با مطالعه‌ی تصاویر بسیار دقیقی که با میکروسکپ AFM به دست آمده بود،
نحوه‌ی تغییرات سطح بلورها را بلافاصله پس از تزریق محلول رشد مشاهده کردند.
آنها دریافتند که رشد سطح بلورها طبق یک سازوکار هسته زایی سطحی دو مرحله‌ایT
موسوم به زایش و انتشار اتفاق می‌افتد.

همان‌طور که تیم تحقیقاتی دانشگاه منچستر نشان داد، پایش درجای رشد بلورها به
کمک میکروسکپ AFM امکان منحصربه‌فردی برای مشاهده‌ی ساختارهای واسطه که در حین
رشد بلور به وجود می‌آیند فراهم می‌کند. تحلیل اطلاعات هندسی تصاویر نشان می‌دهد
که اجزای واقعی بلورها، اجزای بسیار ساده‌ای هستند.

این پژوهش به‌وسیله‌ی یکی از مدرسان مرکز مواد نانوحفره‌ای دانشگاه منچستر به
نام آتفیلد (Attfield) ، خانم مریم شجاعی (که گویا ایرانی است) و دکتر آندرسون،
مدیر این مرکز انجام شده و نتایج آن با عنوان “Crystal Growth of the
Nanoporous Metal-Organic Framework HKUST-1 Revealed by In Situ Atomic Force
Microscopy” در شماره‌ی ۸ اکتبر ۲۰۰۸ مجله‌ی Angewandte Chemie International
Edition منتشر شده است.