پژوهشگران دانشگاه علم و صنعت موفق به سنتز رديف‌هاي منظم نانوميله TiO2 با روش سل- ژل به کمک قالب‌هاي آلوميناي متخلخل شدند.
به گزارش سرويس پايان‌نامه خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، مهندس عباس صادق‌زاده عطار، دانشجوي دکتري مهندسي مواد دانشگاه علم و صنعت که با استفاده از روش سل- ‌ژل توانسته رديف‌هاي منظم نانوميله دي اكسيد تيتانيوم (TiO2) را رشد دهد، اظهار كرد: نانوميله‌هاي TiO2 مي‌توانند باعث افزايش راندمان سلول‌هاي خورشيدي شوند. کارايي چنين ابزارهايي مي‌تواند توسط کنترل نسبت طول به قطر نانوميله‌ها تغيير کند. همچنين اين نانوميله‌ها، به دليل فراهم كرردن مسير مستقيمي براي عبور الکترون در بارگذاري‌هاي خيلي کم، کاربرد وسيعي در ابزارهاي فوتوولتائيک دارند.
وي خاطرنشان كرد: هدف از اين تحقيق، رشد نانوميله‌هاي TiO2 با روش سل- ژل به کمک قالب‌هاي آلوميناي متخلخل و بررسي عوامل مؤثر بر ساختار و ريزساختار آن‌ها مي‌باشد".
صادق‌زاده در ادامه درباره نحوه انجام اين تحقيق گفت: به منظور سنتز رديف‌هاي نانوميله TiO2، ابتدا پنج نوع سل TiO2 با نسبت‌هاي مولار مختلف از مواد اوليه به روش سل- ژل تهيه شد. از طرف ديگر زيرلايه‌هاي آلوميناي آندي استفاده شده به عنوان قالب با قطر حفرات مختلف در حدود 300-200، 150-100 و 80-50 نانومتر خريداري شدند. پس از آماده‌سازي قالب‌ها، با استفاده از سرنگ، محلول‌هاي TiO2به داخل تمپليت‌هاي آلومينايي با فشار وارد و سپس در مدت زمان معين داخل محلول جوشان TiO2 قرار داده شدند تا حفرات قالب به طور کامل پرشوند. پس از شستشو با اتانول و آب، نمونه‌ها به مدت 24 ساعت در دماي محيط خشک شده و جهت تهيه نانوميله‌ها با ساختارهاي کريستالي آناتاز و روتيل، داخل کوره در دماها و زمان‌هاي مختلف، آنيل شدند.
وي افزود: در مرحله بعد لايه سطحي TiO2 روي ‌نمونه‌ها توسط پوليش مکانيکي برداشته شده و سپس جهت دستيابي به نانوميله‌هاي TiO2، قالب‌هاي آلومينايي توسط محلول NaOH حذف شدند. در نهايت نيز به منظور مطالعات ساختاري و ريزساختاري رديف‌هاي نانوميله TiO2 توليد شده با استفاده از روش‌هاي مختلف مشخصه‌يابي شدند.
صادق زاده تصريح كرد: از مزاياي روش استفاده شده در اين تحقيق مي‌توان به سادگي، هزينه کم و تکرارپذيري آن اشاره کرد. همچنين تمام مواد شيميايي اين روش در آزمايشگاه‌هاي داخلي موجود بوده و نياز به تجهيزات خاص و پيچيد‌ه‌اي نيست.
وي خاطرنشان كرد: اين محصول مي‌تواند در صنايع اپتيک، الکترونيک، حسگرها، کاتاليزورها، انرژي، تصفيه آب و محيط زيست، پيل‌هاي خورشيدي و غيره مورد استفاده قرار گيرد.
بنابر اعلام ستاد ويژه توسعه فن‌آوري نانو، اين کار تحقيقاتي در قالب رساله دکتري مهندس صادق‌زاده عطار و با راهنمايي دکتر ميردامادي و دکتر اسماعيل‌بيگي و مشاوره مهندس ساساني از پژوهشکده اپتيک و ليزر انجام شده است.
بخشي از اين پروژه نيز با همکاري پروفسور Kunihito Koumoto و دکتر Katagiri Kiyofumi از دانشکاه ناگوياي ژاپن صورت گرفته است.
جزئيات اين پژوهش که از حمايت تشويقي ستاد بهره‌مند شده، در مجله PHYSICS D: APPLIED PHYSICS (جلد41، صفحه 155318، سال 2008) منتشر شده است.