well spoken
19th November 2009, 12:38 PM
شاي کران و اعضاي گروه تحقيقاتي وي در دانشگاه هوستون در ادامه‌ي تحقيقات ده‌‌ساله‌ي خود، با استفاده از فناوري نانو به روشي دست يافتند که مي‌‌تواند راه را براي استفاده از پلاستيک ارزان در توليد سي‌‌دي‌‌ها و دي‌‌وي‌‌دي‌‌ها هموار سازد. وي اميدوار است اين فناوري به‌‌زودي جاي خود را در بهبود يکپارچه‌سازي الکترونيک هواپيماها، رايانه‌ها و آي‌‌فون‌ها باز کند.
آنها در اين تحقيق ـ که با حمايت نيروي هوايي آمريکا انجام شد ـ نشان دادند افزودن مقدار مناسبي از نانولوله‌هاي کربني (که در گروه فيزيک دانشگاه ويک فورست Wake Forest ساخته شده بودند) به پلي‌کربنات‌ها (نوعي پليمر پلاستيکي عايق با خواص مکانيکي واپتيکي بسيار عالي) موجب ايجاد خواص رسانشي الکتريکي فوق‌العاده بالا (حتي بسيار بيشتر از نانولوله‌هاي کربني معمولي) در آنها مي‌شود.
اين محققان در اين روش براي زدودن ناخالصي نانولوله‌ها به جاي روش‌هاي معمول اسيدکاري و يا صوتي متداول (که به نانولوله‌ها آسيب رسانده و موجب پيدايش نقص در آنها مي‌شود) از سانتريفيوژ استفاده کردند. اين کار اگرچه زمان بيشتري مي‌برد؛ موجب بالا رفتن قابليت رسانشي نانولوله‌ها مي‌شود.
به عقيده‌ي کوران نتيجه‌اي که آنها بدان دست يافته‌اند، بالاترين ميزان رسانشي است که تاکنون براي نانولوله‌هاي کربني به دست آمده‌است و اين ميزان حتي با انجام مطالعات و آزمايش‌هاي بيشتر باز هم قابل افزايش است. اين يافته دستاوردي نوين در زمينه‌ي توليد نانوکامپوزيت‌هايي با خواص رسانشي فوق‌العاده بالاست. به عقيده‌ي اين محققان با فراهم شدن امکان افزودن سفارشي نانولوله‌ها، مي‌توان اين کامپوزيت جديد (که رسانشي در حد رسانش فلزات دارد) را جايگزين سيليکون (ماده‌اي که هم‌اکنون در ابزارهاي الکترونيکي استفاده مي‌شود) كرده و به اين ترتيب تحولي شگرف در صنعت الکترونيک و کاربردهاي آن از هواپيماهاي نظامي گرفته تا رايانه‌هاي شخصي ايجاد نمود؛ مثلاً هم‌اكنون علت عمده‌ي خرابي رايانه‌ها، ناشي از توليد بارهاي الکتريکي و گرما در قطعات الکترونيکي آنهاست؛ لذا در صورتي که بتوان اين کامپوزيت‌هاي پليمري نانولوله‌اي را به گونه‌اي طراحي نمود که همانند روکشي ضد الکتريسيته عمل کنند و به‌صورت حفاظي در برابر تداخل الکترومغناطيسي عمل کنند، کارايي و طول عمر اين دستگاه‌هاي الکترونيکي از رايانه‌هاي شخصي تا PDAها افزايش خواهد يافت.
در مرحله‌ي بعد اين محققان در نظر دارند تا جوهري مناسب براي چاپ اين نانوکامپوزيت‌هاي پلي‌کربنات روي قطعات الکتريکي مختلف بيابند. هم‌اكنون معمولاً از صفحات فلزي براي پراکنده کردن الکتريسيته‌ي ساکن روي دستگاه‌ها استفاده مي‌شود؛ لذا جاي تعجبي ندارد که نيروي هوايي آمريکا از اين طرح استقبال نمايد، زيرا موجب مي‌شود به جاي صفحات فلزي سنگين در هواپيماها، از اين جوهرهاي قابل چاپ که بسيار سبک بوده و در نتيجه مصرف سوخت هواپيماها را تا حد قابل ملاحظه‌اي کاهش مي‌دهند، استفاده نمود. به باور محققان گرچه اين يافته‌ها در نوع خود نتايج خوبي به شمار مي‌آيند، اما همچنان نيازمند سرمايه‌گذاري و مطالعات بيشتر هستند.
جالب آنکه گروهي ديگر از فيزيک‌دانان دانشگاه ترينيتي هم به‌طور کاملاً تصادفي به نتايج مشابهي دست يافته‌اند که اخيراً گزارشي از آن در نشريه‌ي ACS Nano منتشر شده‌است. شايان ذکر است نتايج حاصل از يافته‌هاي کوران و همکارانش در مقاله‌اي با عنوان «اندازه‌گيري‌هاي الکتريکي شفاف نانولوله‌هاي کربني فوق‌العاده رسانا / کامپوزيت پلي (بيسفنول آ کربنات)» در شماره‌ي اخير نشريه‌ي Journal of Applied Physics به چاپ رسيده‌است.
nano.irساخت نخستين نانوکامپوزيت‌هاي پلاستيکي رسانا
آنها در اين تحقيق ـ که با حمايت نيروي هوايي آمريکا انجام شد ـ نشان دادند افزودن مقدار مناسبي از نانولوله‌هاي کربني (که در گروه فيزيک دانشگاه ويک فورست Wake Forest ساخته شده بودند) به پلي‌کربنات‌ها (نوعي پليمر پلاستيکي عايق با خواص مکانيکي واپتيکي بسيار عالي) موجب ايجاد خواص رسانشي الکتريکي فوق‌العاده بالا (حتي بسيار بيشتر از نانولوله‌هاي کربني معمولي) در آنها مي‌شود.
اين محققان در اين روش براي زدودن ناخالصي نانولوله‌ها به جاي روش‌هاي معمول اسيدکاري و يا صوتي متداول (که به نانولوله‌ها آسيب رسانده و موجب پيدايش نقص در آنها مي‌شود) از سانتريفيوژ استفاده کردند. اين کار اگرچه زمان بيشتري مي‌برد؛ موجب بالا رفتن قابليت رسانشي نانولوله‌ها مي‌شود.
به عقيده‌ي کوران نتيجه‌اي که آنها بدان دست يافته‌اند، بالاترين ميزان رسانشي است که تاکنون براي نانولوله‌هاي کربني به دست آمده‌است و اين ميزان حتي با انجام مطالعات و آزمايش‌هاي بيشتر باز هم قابل افزايش است. اين يافته دستاوردي نوين در زمينه‌ي توليد نانوکامپوزيت‌هايي با خواص رسانشي فوق‌العاده بالاست. به عقيده‌ي اين محققان با فراهم شدن امکان افزودن سفارشي نانولوله‌ها، مي‌توان اين کامپوزيت جديد (که رسانشي در حد رسانش فلزات دارد) را جايگزين سيليکون (ماده‌اي که هم‌اکنون در ابزارهاي الکترونيکي استفاده مي‌شود) كرده و به اين ترتيب تحولي شگرف در صنعت الکترونيک و کاربردهاي آن از هواپيماهاي نظامي گرفته تا رايانه‌هاي شخصي ايجاد نمود؛ مثلاً هم‌اكنون علت عمده‌ي خرابي رايانه‌ها، ناشي از توليد بارهاي الکتريکي و گرما در قطعات الکترونيکي آنهاست؛ لذا در صورتي که بتوان اين کامپوزيت‌هاي پليمري نانولوله‌اي را به گونه‌اي طراحي نمود که همانند روکشي ضد الکتريسيته عمل کنند و به‌صورت حفاظي در برابر تداخل الکترومغناطيسي عمل کنند، کارايي و طول عمر اين دستگاه‌هاي الکترونيکي از رايانه‌هاي شخصي تا PDAها افزايش خواهد يافت.
در مرحله‌ي بعد اين محققان در نظر دارند تا جوهري مناسب براي چاپ اين نانوکامپوزيت‌هاي پلي‌کربنات روي قطعات الکتريکي مختلف بيابند. هم‌اكنون معمولاً از صفحات فلزي براي پراکنده کردن الکتريسيته‌ي ساکن روي دستگاه‌ها استفاده مي‌شود؛ لذا جاي تعجبي ندارد که نيروي هوايي آمريکا از اين طرح استقبال نمايد، زيرا موجب مي‌شود به جاي صفحات فلزي سنگين در هواپيماها، از اين جوهرهاي قابل چاپ که بسيار سبک بوده و در نتيجه مصرف سوخت هواپيماها را تا حد قابل ملاحظه‌اي کاهش مي‌دهند، استفاده نمود. به باور محققان گرچه اين يافته‌ها در نوع خود نتايج خوبي به شمار مي‌آيند، اما همچنان نيازمند سرمايه‌گذاري و مطالعات بيشتر هستند.
جالب آنکه گروهي ديگر از فيزيک‌دانان دانشگاه ترينيتي هم به‌طور کاملاً تصادفي به نتايج مشابهي دست يافته‌اند که اخيراً گزارشي از آن در نشريه‌ي ACS Nano منتشر شده‌است. شايان ذکر است نتايج حاصل از يافته‌هاي کوران و همکارانش در مقاله‌اي با عنوان «اندازه‌گيري‌هاي الکتريکي شفاف نانولوله‌هاي کربني فوق‌العاده رسانا / کامپوزيت پلي (بيسفنول آ کربنات)» در شماره‌ي اخير نشريه‌ي Journal of Applied Physics به چاپ رسيده‌است.
nano.irساخت نخستين نانوکامپوزيت‌هاي پلاستيکي رسانا