نانو تکنولوژی

در دانشگاه سوري، اندازه لوله‌هاي آزمايش شيمي کاهش يافته و به مقياس بسيار کم با قطر تنها يک نانومتر رسيده‌اند. کاهش مقياس تا حدي است که انگار از يک لوله آزمايش با قطر يک کيلومتر به يک لوله آزمايش معمولي رسيده‌ايم. زماني که آزمايشات را درون يک لوله آزمايش معمولي انجام مي دهيم، واکنش انجام شده نتيجه برهمکنش ميلياردها ميليارد مولکول است که با يکديگر و با هر آن چيزي که درون لوله آزمايش ريخته‌ايم، واکنش مي‌دهند.

امکان تماشا کردن يا کنترل واکنش‌هاي ميان مولکول‌هاي منفرد در اين مقياس شبيه اين است که در ايستگاه فضايي بين‌المللي نشسته و بخواهيم ارتباط ميان دو نفر را در يک قطار مترو روي زمين درک کرده و کنترل کنيم.

يک گروه بين‌المللي از محققان به رهبري دکتر هيدتسوگو شيوزاوا از موسسه فناوري پيشرفته در دانشگاه سوري توانسته‌اند واکنش‌هاي ميان مولکول‌ها را زماني که در يک لوله آزمايش نانومقياس برهمکنش مي کنند، در مقياس اتمي مشاهده کنند. اين پژوهشگران در مطالعات خود نشان داده‌اند که چگونه يک ترکيب آلي فلزي از سريم، با اتم‌هاي منفرد در ديواره نانولوله کربني که به عنوان لوله آزمايش استفاده شده است، برهمکنش مي‌کنند. آنها اين واکنش را از طريق اندازه‌گيري تغييرات رسانايي نانولوله‌ها در حين انجام واکنش پيگيري نمودند.

دکتر شيوزاوا مي‌گويد: «نکته هيجان‌انگيز اين آزمايش شيميايي درون لوله نانومقياس، برهمکنش‌هاي الکتروني قوي است که زماني که ترکيبات درون نانولوله‌هاي کربني محدود مي‌شوند، در سطح عنصري مشاهده مي‌شوند. حالت‌هاي الکتروني کوانتيزه نانولوله امکان انجام برهمکنش را به مولکول‌ها و ترکيبات خاص داده و در نتيجه مي‌توانيم از اين طريق به تفاوت ميان مولکول‌ها پي ببريم. زماني که الکترون‌ها از مولکول‌ها به نانولوله جهش مي‌کنند، تغييري در ويژگي‌هاي نانولوله از عايق به رسانا مشاهده مي‌شود. اين يک پيشرفت بنيادين است که با استفاده از امکانات سينکروترون واقع در برلين به صورت تجربي مشاهده شده است».

پروفسور راوي سيلوا، مدير موسسه فناوري پيشرفته مي‌گويد: «نتايج ما در سطح جهاني پيشرو بوده و مي‌تواند به محققان و فناوراني که روي نسل جديد ابزارهاي نانوالکترونيکي کار مي‌کنند، مسائل بنيادي را که آنها بايد در طراحي‌هاي خود مد نظر داشته باشند، خاطرنشان سازد. ما نشان داده‌ايم اتم‌هاي منفردي که روي سطح نانولوله هاي کربني مي‌چسبند، مي‌توانند اثرات بسيار زيادي روي ويژگي‌هاي الکتريکي آنها داشته باشند. تاثيرات اين نتايج بسيار وسيع هستند، زيرا انتظار مي‌رود نانولوله‌هاي کربني طي دهه آينده به عنوان سيم در تراشه‌هاي مدارات مجتمع نانومقياس مورد استفاده قرار بگيرند.»

نتايج اين کار مطالعاتي در Physical Review Letters منتشر شده است.