kab
29th June 2010, 02:04 PM
محققان با استفاده از خاصيت اتصال نانولوله ها به همديگر، ساختار جديدي موسوم به اَبَرنانولوله‌ها (Super-Carbon Nanotube) را معرفي كرده اند. اين ساختار، از بهم پيوستن (Y- شكل) نانولوله‌هاي كربني تك ديواره و تشكيل صفحات اَبَرگرافيتي (همانند گرافين در نانولوله‌هاي كربني) به وجود مي‌آيد كه در نهايت با لوله‌اي شدن اين صفحات، ساختاري سيلندرمانند موسوم به ابرنانولوله‌هاي كربني حاصل مي‌گردد.
كربن در طبيعت با ساختارهاي مختلفييافت مي‌شود، از اين ميان گرافيت، الماس، فولرين‌ها و نانولوله‌هاي كربني بيشتر مورد مطالعه قرار گرفته اند.يك نانولوله كربني تك ديواره از لوله‌اي شدن صفحات گرافيني به وجود مي‌آيد.
اين تركيبات به واسطه خصوصيات مكانيكي و حرارتي فوق العاده ناشي از پيوندهاي كربن - كربن و خصوصيات الكتريكي جالب توجه حاصل از ساختار بسته كوانتومي، نقش مهمي را در توسعه فناوري‌نانو ايفا مي‌كند.
نانولوله‌هاي كربني تحت تابش پرتو الكتروني در دماي بالا به هم جوش خورده، اتصالاتي به فرم T , Y , X تشكيل مي‌دهند. كولوسي (Coluci) و همكارانش در دانشگاه كامپيناس برزيل (Universidade Estadual de Campinas)، با توجه به اين خصوصيت، ساختار جديدي از نانولوله‌ها موسوم به ابرنانولوله‌ها (Super-Carbon Nanotube) را معرفي كرده اند. اين ساختار، از بهم پيوستن (Y- شكل) نانولوله‌هاي كربني تك ديواره و تشكيل صفحات ابرگرافيتي (همانند گرافين در نانولوله‌هاي كربني) به وجود مي آيد كه در نهايت با لوله‌اي شدن اين صفحات، ساختاري سيلندر-مانند موسوم به ابرنانولوله‌هاي كربني حاصل مي‌گردد. شكل، نحوه تشكيل نانولوله‌هاي كربني و ابر نانولوله‌هاي كربني را نشان مي‌دهد.
اين نوع ساختار منحصر به نانولوله‌هاي كربني نيست و ساختارهاي نانولوله‌اي ديگر نظير نيتريد بور نيز مي‌تواند از طريق ايجاد پيوندهاي T , X- شكل، چنين ابرنانولوله‌اي را تشكيل دهد.
از سوي ديگر، به‌واسطه اندازه و خصوصيات فيزيكي اين ابرنانولوله‌ها، مثل سطح ويژه بالا، استحكام و انعطاف‌پذيري فوق‌العاده، رفتار فلزي و شبه‌فلزي (نيمه رسانايي) جالب توجه، براي آنها كاربردهاي متنوعي نظير بسترهاي فعال كاتاليستي (واكنش مولكول‌هاي زيستي) ، تهيه كامپوزيت‌ها و كاربردهاي الكتروشيميايي پيش‌بيني مي‌شود.
از خصوصيات بارز ديگر ابرنانولوله‌ها، مي‌توان به وجود منافذ بزرگ روي ديواره آنها اشاره كرد كه از نظر اندازه با اندازه طبيعي پروتئين‌ها (حدود پنج تا20 نانومتر) قابل مقايسه است؛ اين خاصيت موجب مي‌گردد تا از اين اَبَرنانولوله‌ها براي شيمي ميزبان-مهمان (host-guest)يا پروتئين‌رساني (protein delivery) استفاده كرد. همچنين اين خاصيت، امكان كريستالوگرافي از مولكول‌هاي زيستي را كه توانايي كريستاله شدن ندارند، فراهم مي‌آورد.
http://www.nano.ir/images/newsletter/n111/3255.jpgشكل 1. مقايسه دو ساختار نانولوله كربني و ابرنانولوله كربني؛ اتصالات نانولوله كربني به جاي پيوندهاي كربن و جانشيني اتصالات سه‌تايي Y- شكل نانولوله‌هاي كربني به جاي پيوندهاي سه‌تايي كربن‌ها.منابع : Nature 2006, 439, 512Coluci, V. R.; Galvao, D. S.; Jorio, A., Nanotechmology 2006, 17, 617-621
كربن در طبيعت با ساختارهاي مختلفييافت مي‌شود، از اين ميان گرافيت، الماس، فولرين‌ها و نانولوله‌هاي كربني بيشتر مورد مطالعه قرار گرفته اند.يك نانولوله كربني تك ديواره از لوله‌اي شدن صفحات گرافيني به وجود مي‌آيد.
اين تركيبات به واسطه خصوصيات مكانيكي و حرارتي فوق العاده ناشي از پيوندهاي كربن - كربن و خصوصيات الكتريكي جالب توجه حاصل از ساختار بسته كوانتومي، نقش مهمي را در توسعه فناوري‌نانو ايفا مي‌كند.
نانولوله‌هاي كربني تحت تابش پرتو الكتروني در دماي بالا به هم جوش خورده، اتصالاتي به فرم T , Y , X تشكيل مي‌دهند. كولوسي (Coluci) و همكارانش در دانشگاه كامپيناس برزيل (Universidade Estadual de Campinas)، با توجه به اين خصوصيت، ساختار جديدي از نانولوله‌ها موسوم به ابرنانولوله‌ها (Super-Carbon Nanotube) را معرفي كرده اند. اين ساختار، از بهم پيوستن (Y- شكل) نانولوله‌هاي كربني تك ديواره و تشكيل صفحات ابرگرافيتي (همانند گرافين در نانولوله‌هاي كربني) به وجود مي آيد كه در نهايت با لوله‌اي شدن اين صفحات، ساختاري سيلندر-مانند موسوم به ابرنانولوله‌هاي كربني حاصل مي‌گردد. شكل، نحوه تشكيل نانولوله‌هاي كربني و ابر نانولوله‌هاي كربني را نشان مي‌دهد.
اين نوع ساختار منحصر به نانولوله‌هاي كربني نيست و ساختارهاي نانولوله‌اي ديگر نظير نيتريد بور نيز مي‌تواند از طريق ايجاد پيوندهاي T , X- شكل، چنين ابرنانولوله‌اي را تشكيل دهد.
از سوي ديگر، به‌واسطه اندازه و خصوصيات فيزيكي اين ابرنانولوله‌ها، مثل سطح ويژه بالا، استحكام و انعطاف‌پذيري فوق‌العاده، رفتار فلزي و شبه‌فلزي (نيمه رسانايي) جالب توجه، براي آنها كاربردهاي متنوعي نظير بسترهاي فعال كاتاليستي (واكنش مولكول‌هاي زيستي) ، تهيه كامپوزيت‌ها و كاربردهاي الكتروشيميايي پيش‌بيني مي‌شود.
از خصوصيات بارز ديگر ابرنانولوله‌ها، مي‌توان به وجود منافذ بزرگ روي ديواره آنها اشاره كرد كه از نظر اندازه با اندازه طبيعي پروتئين‌ها (حدود پنج تا20 نانومتر) قابل مقايسه است؛ اين خاصيت موجب مي‌گردد تا از اين اَبَرنانولوله‌ها براي شيمي ميزبان-مهمان (host-guest)يا پروتئين‌رساني (protein delivery) استفاده كرد. همچنين اين خاصيت، امكان كريستالوگرافي از مولكول‌هاي زيستي را كه توانايي كريستاله شدن ندارند، فراهم مي‌آورد.
http://www.nano.ir/images/newsletter/n111/3255.jpgشكل 1. مقايسه دو ساختار نانولوله كربني و ابرنانولوله كربني؛ اتصالات نانولوله كربني به جاي پيوندهاي كربن و جانشيني اتصالات سه‌تايي Y- شكل نانولوله‌هاي كربني به جاي پيوندهاي سه‌تايي كربن‌ها.منابع : Nature 2006, 439, 512Coluci, V. R.; Galvao, D. S.; Jorio, A., Nanotechmology 2006, 17, 617-621