جوش دادن نانولوله‌ها با استفاده از اتصالات فلزي

يک گروه تحقيقاتي متشكل از کشورهاي آمريکا، ژاپن و فرانسه، تصادفاً هنگام تابش پرتوهاي متمرکز ميکروسکوپ الکتروني به نانولوله‌هاي چند‌جداره‌اي ـ که قبلاً ذرات ريز فلزي داخل آنها رسوب داده شده بود ـ راهي را براي جوش دادن نانولوله‌هاي کربني به ذرات فلزي و ايجاد اتصالات الکترونيکي نانومقياس جديد يافتند. اين محققان در ادامه‌ي بررسي‌هاي خود براي نخستين بار به وجود يک پيوند کووالانسي بين ذرات فلزي و سطح اين نانولوله‌ها پي بردند و دريافتند اين ذرات فلزي بر خلاف آنچه تصور مي‌شد ثابت نيستند و با تابش پرتوهاي الکتروني به نانولوله‌ها و خروج برخي اتم‌‌هاي کربن، به‌سرعت جايگزين آنها مي‌شوند. 

به عقيده‌ي اين محققان راز استحکام فوق‌العاده‌ي اين اتصالات نسبت به جوش خوردگي‌هاي معمولي (که با الکترودهاي کربني انجام مي‌شوند و نقطه‌ي اتصال تنها به سطح بيروني نانولوله محدود است) وجود همين پيوندهاي کووالانسي در تمام سطح نانولوله‌ها (و نه فقط يک نقطه از آن ) است. تفاوت ديگر اين شيوه با ديگر روش‌هاي جوش، جامد ماندن ذرات فلزي و ذوب نشدن آنها طي فرايند جوش است.

اين محققان براي سنجش ميزان استحکام اين جوش خوردگي‌ها نيز سعي کردند تا با استفاده از يک ميکروسکوپ نيرو اتمي (AFM) آنها را بشکنند. علاوه ‌بر اين آنها دريافتند که براي انجام جوش وجود ذرات فلزي روي سطح نانولوله‌ها کافي است و با تابش پرتو الکتروني به‌راحتي مي‌توان عمل جوش را انجام داد؛ البته اين نكته با توجه به آسان‌تر بودن کنترل رسوب‌دهي ذرات روي سطح بيروني نانولوله‌ها، کاربردهاي بالقوه‌ي بيشتري را براي اين فرايند فراهم مي‌آورد. 

هم‌اکنون اين دانشمندان با توجه به کاربردي‌تر بودن اين نانولوله‌ها و خواص الکترونيکي جالب توجهشان نسبت به انواع ديگر نانولوله‌هاي کربني سعي در ايجاد اتصالات چندگانه‌اي از اين دست، بين نانولوله‌هايي با اندازه‌هاي متفاوت و به‌ويژه نانولوله‌هاي تک‌جداره دارند؛ البته به نظر محققان اين تحقيق همچنان در مراحل اوليه است و لازم است تا بررسي و مطالعات بيشتري در زمينه‌ي نحوه‌ي استفاده از بلورهاي فلزي براي کمک به رشد نانو لوله‌ها و اتصال آنها به نانولوله‌هاي در حال رشد، انجام شود.

منابع

http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2009/March/11030902.asp

http://www.iwnt.com/new/news2-persian.html