محققان در افزايش رشد نانولوله کربني موفق شدند

به گزارش ICTPRESS ؛ اين موضوع به آن دليل اهميت دارد که پژوهشگران واقف هستند که نانولوله‌هاي کربني در صورت بافته شدن مي‌توانند ساختارهاي بسيار مفيدي ايجاد کنند.
اين گروه تحقيقاتي دريافته‌ است که آهن بهترين گزينه به عنوان کاتاليست است. آهن مي‌تواند نقص‌هاي توپولوژيکي نظير حلقه‌هاي بسيار بزرگ يا بسيار کوچک را کاهش داده، در نتيجه خواص الکترونيکي و فيزيکي نانولوله‌ها را بهبود دهد.
اگر فاکتورهاي دخيل در فرايند به شکل مناسبي تنظيم شوند، آن گاه فرايند بهبود ساختاري صورت گرفته و چيدمان صحيح اتم‌ها اتفاق مي‌افتد. در اين حالت اتم‌هاي کربن به شکل شش ضلعي کنار هم قرار گرفته و در نهايت نانولوله‌ها و گرافن ساخته مي‌شود. اين گروه تحقيقاتي از تئوري‌ عامل دانسيته براي آناليز انرژي مورد نياز براي توليد نانولوله و گرافن استفاده کردند.
«دينگ» از محققان اين پروژه که از سال 2005 تا 2009 در آزمايشگاه «ياکوبسن» در دانشگاه «رايس» مشغول تحقيقات است، مي‌گويد: اين نکته بسيار جالب است که مي‌توان از فرايند اصلاح ساختاري در رشد نانولوله‌هاي کربني استفاده کرد. اين که هر اتم کربن در ساختار نانولوله‌ها در کجا قرار بگيرد، کاملا وابسته به اين است که انرژي آن چقدر است.
وي مي‌افزايد: در اين زمينه دو فرضيه وجود دارد كه بر اساس فرضيه رايج، نقص‌ها بوفور در فرايند رشد ايجاد مي‌شوند، اما بعدها در اثر آنيلينگ اين نقص‌ها اصلاح مي‌شوند، در واقع فرايند اصلاحي در اين ميان وجود دارد. فرضيه دوم مي‌گويد که نقص‌ها اصلا بوجود نمي‌آيد که اين کاملا غيرمنطقي است. همه اين‌ بحث‌ها در حد کلام است و هيچ آناليزي کمي درباره آن صورت نگرفته است. اين موضوع دليل اهميت پروژه‌اي است که ما انجام داديم.
در اين پروژه اين موضوع به صورت کمي ارزيابي شده است که اين کار با استفاده از محاسباتي که پيش از انجام شده، صورت گرفته است؛ يکي از مسائلي که در اين پروژه مورد بررسي قرار مي‌گيرد اين است که فرايند اصلاح ساختاري با چه سرعتي انجام مي‌شود.
محققان نشان دادند که اگر بتوان از حلقه هفت ضلعي، يک اتم به حلقه پنج ضلعي اضافه کرد، آن گاه هر دوي اين ساختارها که دچار نقص هستند به حالت شش ضلعي خواهند رسيد که ساختاري کامل است. اين کار در دماي 930 درجه کلوين (1214 درجه فارنهايت) انجام مي‌شود. بهترين کاتاليست فلز آهن است.
نتايج اين تحقيق در نشريه «Physical Review Letters» به چاپ رسيده است.