الأنابيب النانوية تتحسن من خلال العيوب

الشوائب المستهدفة تغيير الموصلية

قراءة بصوت عال

عادة ما تكون العيوب المادية شيئًا غير مرغوب فيه. لكن أنابيب الكربون النانوية يمكن أن تحقق فوائد. يقوم فريق بحث دولي الآن بإبلاغ "المواد الطبيعية" بأن العيوب التي تم إدخالها عن قصد في الهيكل يمكن أن تغير التوصيلية الكهربائية وغيرها من خصائص الهياكل النانوية حسب الحاجة.

{} 1L

إنها أخف من الألمنيوم وأقوى من الفولاذ وموصلة للغاية للحرارة والكهرباء ، حتى الموصلية الفائقة. ومع ذلك ، فإن الأنابيب النانوية لا تزال تقاوم الاستخدام إلى حد كبير في إنتاج سلسلة. ولكن بعد التغلب على العقبات التقنية ، يمكن تصور العديد من التطبيقات ، بما في ذلك في المكونات الإلكترونية ، وفي المواد المركبة وفي الطب النانوي - على سبيل المثال ، في نقل المواد الفعالة في الجسم.

يقول البروفيسور أخيم هارتشوه من مركز العلوم النانوية بجامعة لودفيغ ماكسيميليانس في ميونيخ: "إن ترتيب ذرات الكربون هو مفتاح خصائص الأنابيب النانوية". قام الفيزيائي وفريقه بالتحقيق في البنى النانوية بمساعدة "الفحص المجهري البصري القريب من الحقل المحسن" (TENOM). يستخدم هذا الفحص المجهري القريب من الطرف رأسًا صغيرًا للغاية من الناحية المجهرية ، حاد للغاية من الذهب ، والذي يقع في محور شعاع الليزر ، ويقوم بمسح كائن على مسافة بضعة نانومتر. "نحقق قرارًا بحوالي عشرة نانومترات ، وهو ما يتجاوز دقة المجهري التقليدي بعامل 30" ، وفقًا لتقرير هارتشوه.

العيوب تؤثر على الموصلية

وهكذا ، نجح هو وزملاؤه في البحث في وصف الأنابيب النانوية ذات العيوب الفردية في الهيكل. يقول هارتشوه: "لقد تمكنا من إظهار أن سرعة الإلكترونات تتغير نتيجة لذلك". "بالقرب من العيوب المشحونة سالبًا ، تصبح هذه الجسيمات دون الذبذبة والسالبة أسرع ، مما يؤثر على توصيل المادة. يمكن الآن استغلال التأثير عن طريق إدخال كتل البناء الأجنبية عن عمد في الأنابيب النانوية. هذا المنشور المزعوم يستخدم بالفعل بنجاح في صناعة أشباه الموصلات. "العرض

مزيج من الأنابيب النانوية والحمض النووي كمستشعر؟

في دراسة سابقة تحت قيادة هارتشوه ، تتبع فريق البحث خصائص مجمع الأنابيب النانوية والحمض النووي. تناسب نسب الحجم ، لأن جزيءنا الوراثي يمكن أن يشكل خيوطًا طويلة يبلغ قطرها بضعة نانومتر. عندما يتم وضع الأنابيب النانوية في المحاليل المائية ، فإنها غالبًا ما تكون حزمًا - يتم حلها بواسطة جزيئات الحمض النووي. بالإضافة إلى هذه الوظيفة الفنية البحتة ، تمت مناقشة مجمع لهذين الهيكلين أيضًا كمستشعر جزيئي محتمل.

يقول هارتشوه: "نظرنا في الاستجابة البصرية للأنابيب النانوية لتكسية خيوط الحمض النووي الفردية". "لاحظنا أيضًا نقل الطاقة بين الأنابيب النانوية الفردية. لقد ثبت أن مجموعة من الأنابيب النانوية والحمض النووي يمكن أن تكون مناسبة بشكل مثالي كمستشعر ، وربما حتى للكشف عن جزيئات النانو الفردية. هذا وجميع النتائج الأخرى ضرورية لتطبيقات الأنابيب النانوية في الإلكترونيات النانوية ، وتقنيات النانو ، وأجهزة الاستشعار النانوية ، وفهمنا للعمليات الفيزيائية على مقياس النانومتر. "

(جامعة ميونيخ ، 29.10.2008 - NPO)