ارائه روشی برای تولید نانوبلور با ویژگی‌های از پیش تعیین شده

[ERF@N]

یک گروه تحقیقاتی از موسسه فناوری جورجیا موفق به ارائه روشی برای تولید نانوذرات شدند که با استفاده از آن می‌توان کنترل زیادی روی ویژگی‌های محصول نهایی داشت.

 محققان با استفاده از ساختارهای پلیمری ستاره‌ای شکل موفق به ارائه روشی برای تولید نانوبلورها شدند. با استفاده از این روش می‌توان ترکیباتی با ابعاد، شکل و ترکیب شیمیایی از پیش تعیین شده تولید کرد. این ترکیبات می‌توانند مغناطیسی، فلزی، نیمه‌هادی و لومینسانس باشند. این روش مبتنی بر طول مولکول پلیمر است و با استفاده از نسبت دو حلال می‌توان روی ویژگی‌های محصول نهایی کنترل داشت.

این روش می‌تواند استفاده از نانوذرات در حوزه‌های اپتیک، الکترونیک، الکترواپتیک، مغناطیس و کاتالیست را افزایش دهد. محققان با استفاده از این روش موفق به تولید نانوذراتی با ساختار هسته‌ای پوسته‌ای شدند که هم می‌تواند در آب حل شود و هم با تغییر ساختار در حلال آلی حل شود.

«ژیکون لین» از موسسه فناوری جورجیا اظهار امیدواری کرد که این روش بتواند برای تولید نانوذرات با ابعاد مختلف مورد استفاده قرار گیرد. این روش برای تولید طیف وسیعی از نانوذرات مناسب است؛ نانوذراتی که با روش‌های دیگر، تولید آنها دشوار است.

نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای در نشریه «Nature Nanotechnology» به چاپ رسیده است. ساختارهای کوپلیمری ستاره‌ای شکل دارای هسته‌ای از جنس بتا دکسترین است که بازوهای متعددی دارد. هر بازو یک رشته پلیمری است که با پیوند کووالانسی به پوسته متصل است. این ساختار می‌تواند به صورت مایسل باشد و به عنوان مرکز واکنش یا الگویی برای تولید نانوبلورها مورد استفاده قرار گیرد.

یکی از اجزای این ساختار پلی آکریل اسید است که ساختاری آب‌گریز دارد. این ویژگی موجب می‌شود تا یون‌های فلزی داخل این ساختار شوند. این یون‌ها در اثر برهمکنش با پلیمر، نانوبلورهایی با ابعاد چند نانومتر تا ده‌ها نانومتر تولید می‌کنند. ابعاد این نانوذرات توسط طول زنجیره پلیمری تعیین می‌شود.

از سوی دیگر این ساختار می‌تواند ترکیبی از مواد آب‌دوست و آبگریز باشد، در نتیجه نانوذرات قابل انحلال در ترکیبات آلی خواهد شد. اگر تنها از مواد آب‌دوست در آن استفاده شود، نانوذرات تولید شده قابل انحلال در آب خواهند شد، در این صورت نانوذرات، پتانسیل استفاده در حوزه زیستی را خواهند داشت.

این گروه دریافتند که تغییر نسبت حلال‌ها می‌تواند روی ویژگی نانوذرات تولید شده تاثیرگذار باشد. آنها با این روش ترکیباتی نظیر اکسید روی، اکسید آهن، اکسید مس، اکسید تیتانیوم، سلنید کادمیم، تیتانات باریم، نانوبلورهای طلا، نقره و پلاتین تولید کردند.