چگونه با خودآرایی، نانوکامپوزیت های کاربردی بسازیم؟ - ارانیوز

به گزارش گروه فناوری خبرنگاران، پژوهشگران نشان دادند که می توان با استفاده از خودآرایی، نانوکامپوزیت هایی ساخت که کاربرد های متنوع و متعددی داشته باشد.

دنیایی را تصور کنید که در آن یک ماده خود را به شکلی متناسب با کاربرد مورد نظر در آورد؛ به عنوان مثال، یک کاتالیزور که سطح خود را برای بهبود کارایی به حداکثر می رساند یا یک میکروربات که برای دریافت اشیاء مجاور بازو ایجاد می نماید.

تمامی این ها به خودآرایی مربوط می شوند، فرآیندی که در آن مواد پیچیده و کاربردی با تغییر شکل ساخته می شوند. با این وجود، به نظر نمی رسد همه مواردی که قابلیت خودآرایی دارند، عملکرد مفیدی در شکل نهایی خود داشته باشند. محققان گروه مواد خودآرا به تازگی دریافتند که تبادل یونی به آن ها اجازه می دهد فرآیند خودآرایی را از مواد حاصل جدا نمایند. یافته های آن ها در نشریه Advanced Material به چاپ رسیده است.

نانوکامپوزیت های مورد مطالعه توسط گروه مواد خودآرا با شکل های زیبا، پیچیده و کاملاً چشمگیر به نظر می رسند. با این حال، هانس هندریکسه و آرنو فاندر وایدن چیزی بیش از ساختار های زیبا می خواستند؛ آن ها به دنبال عملکردی جالب توجه در نانوکامپوزیت های خود بودند. آن ها با همکاری محققان دانشگاه آمستردام، ARNCL، دانشگاه لایدن و ویرجینیا تک، روی این نانوکامپوزیت ها به تحقیق پرداختند.

محققان کار خود را با نانوکامپوزیت هایی که شامل نانوبلور های کربنات باریم (BaCO 3) در یک ماتریس سیلیس (SiO 2) جاسازی شده بودند، شروع کرده و آن ها را به سولفید کادمیوم (CdS) تبدیل کردند. در ابتدا، آن ها ضمن آنالیز خواص نانوکامپوزیت ها در هنگام تبادل یونی، راستای را برای تبدیل مجدد نانوکامپوزیت ها به این ماده نهایی ایجاد کردند. به وسیله تجزیه و تحلیل توسط میکروسکوپ الکترونی و پراش اشعه ایکس، این تیم تحقیقاتی نکته جالبی را آموخت، اندازه کوچک نانوبلور BaCO 3 آن ها را در برابر واکنش های تبادل یونی مستعد می نماید، در حالی که ماتریس SiO 2 اطراف آن، موجب پایداری مکانیکی برای حفظ شکل اولیه نانوکامپوزیت هنگام تبدیل می گردد. هانس هندریکسه می گوید: آنچه که ما شاهد آن بودیم مانند این است که ساختار کلی یک خانه را دست نخورده نگه داریم در حالی که بعضی از آجر های خانه را تغییر دهیم.

براساس این مشاهدات، محققان تحقیقات خود را به مواد جدیدی گسترش دادند و راستا های جدیدی برای تغییر ترکیب نانوکامپوزیت به نمک های مختلف کادمیوم، آهن، نیکل و منگنز ارائه شد. علاوه بر این، نانوکامپوزیت اصلی را می توان در یک انتخاب وسیع از اشکال از پیش مشخص شده، شکل داد. بنابراین، تبدیل نانوکامپوزیت ها نه تنها امکان پذیر است، بلکه انواع مختلفی از مواد و اشکال برای انتخاب به جای یکدیگر وجود دارد.

محققان در ادامه به کاربرد های این نانوکامپوزیت ها پرداختند. برای مثال، آن ها دریافتند که نانوکامپوزیت های حاوی نیکل می توانند به عنوان کاتالیزور استفاده شوند.