نانوالياف سراميكي
نانوالياف سراميكي
دانشمندان مواد در آمريکا و اسپانيا، يک روش جديد به نام ريسندگي ليزري اختراع کردهاند که نانوالياف بيشکل خيلي طولاني با طول چندين سانتيمتر و پهناي 35 نانومتر توليد ميکند. اين پيشرفت ميتواند منجر به توليد نانواليافي که
تقريباً بهصورت پيوسته درهم تنيده شدهاند، شود
.
تصاويري از الياف توليد شده با روش ريسندگي ليزري. (a) تصوير ميكروسكوپ الكتروني پيمايشگر انتشار ميداني. يك مخلوط از نانوالياف و ميكروالياف را نشان ميدهد. (b) تصوير ميكروسكوپ الكتروني عبوري از يك نانوالياف منفرد با قطر تقريبي 50 نانومتر. شكل كوچك، الگو پراش است كه ساختار بيشكل آن را نشان ميدهد.
ساختارهاي شبه يکبعدي از قبيل نانوسيمها، نانوتسمهها، نانوميلهها و نانولولهها خواص الکتريکي و مکانيکي بينظيري دارند. به نظر ميرسد آنها بتوانند در زمينههايي مانند مواد کامپوزيتي، حسگرها، کاتاليزورها، الکترونيک و زيستپزشکي تحول زيادي ايجاد کنند. در حال حاضر، اين ساختارها بهوسيله رشد مبتني بر محلول يا فاز بخار توليد ميشوند.
دانشمندان تمايل دارند با يک روش فني با صرفه اقتصادي، انواع طويل از اين مواد در مقياس نانو را توليد کنند. هر چند در حال حاضر، آنها فقط ميتوانند الياف ميکرومتري را با استفاده از چندين روش مبتني برکشيدن يک دسته از مواد پيشمادههاي ويسکوز مذاب توليد کنند.
اکنون، جوآن پاو و همکارانش در دانشگاه ويگو و آدرين مان و همکارانش در دانشگاه روتگرز، بر اين مشکل غلبه کردهاند. اين محققان در يک فرايند فيزيکي ساده که در آن از هيچ کاتاليست، قالب يا معرف ديگري استفاده نميشود و فقط شامل پيشماده با ترکيب الياف خواستهشده است، نانوالياف بيشکل خيلي طولاني توليد کردهاند. با اين روش ميتوان موادي که در دماي بالا ذوب ميشوند و با روشهاي مشابه ديگر از قبيل الکتروريسندگي نميتوان از آنها الياف توليد کرد را بهصورت مستقيم به نانوالياف تبديل کرد.
در روش ريسندگي ليزري، از يک ليزر با توان بالا براي بريدن يک صفحه از پيشماده سراميکي از قبيل سيليکا يا آلومينا استفاده ميشود. اين روش جديد تضمين ميکند که در هر دفعه فقط حجم کوچکي از سراميک كه بهصورت سيال است ذوب شود (کنارههاي قسمت بريدهشده). بعد از انجام اين کار، يک نازل مافوق صوت يک جت گاز با سرعت بالا را در قسمت بريدهشده تزريق ميکند. سپس اين ماده مذاب ويسکوز در يک فرآيند کشيدن و باريک کردن ساده، بهسرعت و بهوسيله جت گاز کشيده و سرد ميشود. در نهايت يک شبکه تخريبشده از نانوالياف و ميکروالياف بيشکلِ به همتنيده، تشکيل ميشود (شکل را ببينيد) .
فليکس کوينترو، يکي از اين محققان، ميگويد: «اين پيشرفت هيجانآور است زيرا طبيعت فيزيکي (بيش از طبيعت شيميايي) اين روش اجازه توليد نانوالياف بيشکل خيلي طولاني درهمتنيده را ميدهد. بعضي از کاربردهاي اين نانوالياف شامل نانوکامپوزيتها، مهندسي بافت، حسگرها و انواع جديد بافتههاست». اين گروه، اکنون روي کنترل بهتر اين فرآيند و ساخت ترکيبات جديد کار ميکنند.
اين محققان نتايج کار خود را در مجله Appl. Phys. Letter منتشر کردهاند.
ستاد فناوری نانو