دو نوآوری در عرصه ساخت نانوذرات اکسیدفلزی در دانشگاه آزاد

پژوهشگران دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج موفق شدند تا نانوذرات اکسید منیزیم را به روش انباشت شیمیایی از فاز بخار با سیم داغ (HWCVD) تهیه کنند و خواص آن را با نانوذرات تولید شده با روش‌های دیگر مورد مقایسه قرار دهند.

نانوذرات یکی از بلوک‌های ساختمانی فناوری نانو هستند که نوع اکسیدفلزی آنها به صورت عام و نانوذرات اکسید منیزیوم به صورت خاص از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند. در این بین ویژگی‌های مختلف اکسیدهای فلزی و به ویژه اکسید منیزیوم باعث شده تا کاربردهای صنعتی زیادی پیدا کنند. ویژگی‌های شیمیایی، حرارتی، الکتریکی و اپتیکی خوب اکسید منیزیوم مثل پایداری در دماهای بالا، دمای ذوب بالا، ثابت دیالکتریک کم و… از جمله ویژگی‌های اکسید این فلز است.

دکتر سیدمجید برقعی عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج و یکی از پژوهشگران این کار تحقیقاتی در مصاحبه با بخش خبری ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، گفت : «در بین تمامی روش‌های موجود روش تهیه HWCVD اهمیت خاصی دارد. به همین منظور در این کار تحقیقاتی از این روش برای تهیه نانوذرات اکسیدفلزات مخصوصاً اکسید منیزیم استفاده کردیم.»

برقعی همچنین به ساخت دستگاه تولید نانوذرات اکسیدفلزی به روش HWCVD اشاره کرده و گفت: «علی‌رغم فناوری پیچیده، این دستگاه در مرکز تحقیقات فیزیک پلاسمای دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران ساخته شده و در نوع خود بی‌نظیر است. در صورت حمایت‌های مالی با توجه به هزینه‌های بالا امکان ثبت اختراع در این زمینه وجود دارد.»

وی افزود: «در این تحقیقات هدف، تهیه‌ی نانوذرات اکسید فلزی به ویژه اکسید منیزیم مدنظر قرار گرفت. با استفاده از این دستگاه و روش مذکور نانوذرات اکسید منیزیم تولید شدند و در نهایت خواص آن‌ها مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین عامل موثری مثل دمای فیلامان بررسی شده و تاثیر آن در مقاله گزارش شده است.»

نتایج این تحقیقات نیز حاکی از آن است که نانوذرات تولید شده از اندازه متوسط کمتر از ۱۰۰ نانومتر برخوردار است. دکتر برقعی در این باره افزود: «در این تحقیق از روش HWCVD برای تهیه نانوذرات اکسید منیزیوم استفاده شده و این نانوذرات به‌دست آمدند. در این فاز از تحقیقات، از بین عوامل مختلف تأثیرگذار به بررسی دمای فیلامان و تأثیر آن بر سایز نانوذرات و مورفولوژی پرداختیم. بررسی‌ها نشان داد که با این روش می‌توان ذراتی با سایز متوسط کمتر از ۱۰۰ نانومتر تهیه کرد. البته آگاهی داشتیم که کار با مشکلات زیادی مواجه است. در این مقطع به دلایل عملی امکان بررسی کاملتر وجود نداشت. اما بعداً سعی خواهیم کرد تا با تکمیل کار کنترل بهتری بر سایر عواملی مثل دمای زیر لایه، فاصله فیلامان تا زیرلایه، اکسید تنگستن ناخواسته بعنوان ناخالصی و… که در این فاز بررسی نشد، داشته باشیم. برخی از مشکلات هم به دلیل ماهیت روش و استفاده از فیلامان و دمای بالا اجتناب ناپذیرند.»

دکتر برقعی در انتها از ریاست محترم دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج جناب آقای دکتر حاجی و مسئولین ستاد ویژه توسعه فناوری نانو به دلیل حمایت‌های صورت گرفته تشکر کرد. نتایج این کار تحقیقاتی که با همکاری سمیرا کمالی و آرزو بذرافشان (کارشناسی ارشد فیزیک)، دکتر محمد همایون شکیب، و دکتر محمود قرآن نویس صورت گرفته است، در مجله Journal of Fusion Energy (جلد ۳۰، شماره ۵، اکتبر ۲۰۱۱) منتشر شده است. علاقمندان می‌توانند متن مقاله را در صفحات ۴۳۳ الی ۴۳۶ همین شماره مشاهده نمایند.