 حفظ خواص نانولوله‌هاي كربني متصل شده با افزودن هيدروژن 
1386/01/21 11:29
  مطابق نتايج جديد فيزيك‌دانان آمريكايي افزودن هيدروژن به نانولوله‌هاي كربني، هنگامي كه در يك زمينة (matrix) دي‌الكتريك مانند دي‌اكسيد سيليكون جاسازي شده باشند، به حفظ خواص الكترونيكي آنها كمك مي‌كند.  به گزارش سرويس فن‌آوري خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، نانولوله‌هاي جاسازي شده مي‌توانند براي انواع كاربردها از قبيل ترانزيستورها و ديودها ايده‌آل باشند اما حفظ خواص بي‌نظير اين مواد نيز مساله مهمي است.  نانولوله‌هاي كربني مي‌توانند به واسطة خواص الكترونيكي و مكانيكي عالي خود در محدودة وسيعي از كاربردها مورد استفاده قرار گيرند. اين مواد هم‌اكنون نيز براي ساخت ترانزيستورهاي اثرميدان و براي افزايش استحكام مكانيكي نانوكامپوزيت‌ها به‌كار مي‌روند. در تمام اين كاربردها، نانولوله‌ها بر روي يك بستر دي‌الكتريك كه غالباً دي‌اكسيد سيليكون است، قرار داده مي‌شوند. ممكن است درون شيشه يا مواد بلوري ديگر نيز قرار داده شوند.  محققان قصد دارند نانولوله‌هاي كربني را به گونه‌اي با اجزاي ديگر يكپارچه كنند كه خواص آنها بدون تغيير باقي بماند. اگرچه تحقيقات قبلي نشان داده‌اند كه نانولوله‌ها هنگامي كه بر روي يك بستر اكسيد سيليكوني قرار مي‌گيرند، تغييرات ساختاري قابل توجهي را متحمل مي‌شوند. اين امر به دليل پيوند و برهم‌كنش نانولوله‌ها با محيط اطراف آنهاست.  Tsetseris و Pantelides دو تن از پژوهشگران دانشگاه واندربيلت نشان دادند كه هيدروژن‌دهي نانولوله‌ها پس از جاي گرفتن آنها بر روي بستر مورد نظر باعث شكسته شدن پيوندهايي مي‌شود كه آنها را به محيط پيرامون خود متصل كرده‌اند. بدين ترتيب نانولوله‌ها به ‌طور شناور در زمينه قرار گرفته و خواص الكترونيكي آنها به حالت اوليه بسيار نزديك است.  اين محققان نتايج خود را با كمك ابررايانه‌هاي پرقدرت در مركز آزمايشگاه مليOak Ridge بدست آوردند.  Tsetseris ‌گفت: افزايش مداوم توان محاسباتي به همراه ظهور نرم‌افزارهاي مؤثر و پيشرفته ما را قادر مي‌كند تا از عهدة مسائل پيچيده در مقياس نانو برآمده و خواص ساختارهاي جديدي كه امكان اجرا و آزمايش آنها در آزمايشگاه وجود ندارد را پيش‌بيني كنيم.  به گزارش ايسنا از ستاد ويژه توسعه فن‌اوري نانو، طبق نظر اين محققان، هيدروژن با ورود به پيوندهاي كربن- اكسيژن- سيليكون سبب رها شدن نانولوله‌ها مي‌شود. آنها با استفاده از يك برنامة محاسبه‌گر مكانيك كوانتومي براي كاوش پيوند يك نانولوله وارد شده با زمينة دي‌اكسيد سيليكون و چگونگي برهم‌كنش هيدروژن با اين ساختار، اين فرضيه را تاييد كردند.  اين نتايج مي‌توانند براي بهينه‌سازي تجهيزاتي از قبيل ترانزيستورها و حسگرهايي كه در آنها نانولوله‌هاي كربني نقش مهمي دارند، مفيد باشند. فرآيندهايي نظير رسوب اكسيد و هيدروژن‌دهي مي‌تواند در بهبود سطح مشترك بين نانولوله‌هاي كربني و محيط دربرگيرندة آنها بسيار مؤثر باشد. مرحلة مهم ديگر مدل‌سازي مشخصات يك ابزار ساخته شده از نانولوله‌هاي كربني شناور در دي‌اكسيد سيليكون كه به عنوان اكسيد گيت (gate) عمل مي‌كند، است.  نتايج اين تحقيقات در مجلة .Phys. Rev. Lett چاپ شده است.   