مونتاژ چند نانوذره به تولید موادی با خواص ابر فلورسانس می‌انجامد

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو،الکس تراوست، استاد فیزیک و نجوم دانشگاه ایالتی آیووا و دانشمند دانشیار در آزمایشگاه ایمز وزارت انرژی آمریکا درباره

نسل جدیدی از مواد که در آ‌ن‌ها دو یا سه نوع نانوذره با هم ترکیب شده و به ساختار‌هایی تبدیل می‌شود که ویژگی‌های اساسی جدیدی دارند؛

گفت: «هدف اصلی این تحقیق، ساخت مواد جدید با ویژگی‌های جدید و یا ساختار‌های نوین است. این مواد از ذرات بسیار کوچک نظیر نانوذرات ساخته شده‌اند که منجر به ویژگی‌هایی می‌شوند که در مواد سنتی وجود ندارد.»

در این پروژه، یک تیم تحقیقاتی بین‌المللی در حال ترکیب نانولوله‌های پروسکیت، بلور‌های ریزی با ویژگی‌های الکتریکی یا نوری جالب، با نانوذرات کروی هستند تا یک ساختار منظم و تکرار شونده به نام ابرشبکه ایجاد کنند. محققان با موفقیت سه ابر شبکه متفاوت را ساخته‌اند که یکی از آن‌ها تابش فلورسانس شدیدی از خود به نمایش گذاشته است.

محققان نتایج یافته‌های خود را در قالب مقاله‌ای در نشریه Nature به چاپ رساندند.

ماکسیم کوالنکو استاد شیمی و علوم زیستی کاربردی در ETH Zürich و موسسه فناوری فدرال سوئیس، رهبر پروژه و نویسنده مسئول مقاله است. ایهور چرنیوخ، دانشجوی دکترا در ETH زوریخ نیز از دیگر افراد حاضر در این پروژه است. محققان در این مقاله گزارش دادند که این اولین بار است که نانوذرات بدین صورت با هم ترکیب می‌شوند.

تراوست، که وب سایت دانشگاه وی را به‌عنوان استاد «همه چیز نانوذرات» معرفی می‌کند، می‌گوید که وی راهنمایی نظری و محاسباتی را در اختیار گروه قرار می‌دهد که مشخص می‌کند تولید چه ساختار‌هایی ممکن است و همچنین پیش‌بینی‌های کمی نیز انجام می‌شود.

بعد از انجام کار، مشخص شد که پیش‌بینی‌ها با نتایج تجربی مطابقت دارند.

تراوست اظهار کرد: این پروژه نشان می‌دهد که این ساختار است که ویژگی‌های اپتوالکترونیکی را تعیین می‌کند و این ویژگی‌ها به ساختار‌های واقعی و به چگونگی چیدمان ذرات بستگی دارند.

کمک ۴ ساله ۳۸۵،۰۰۰ دلاری بنیاد ملی علوم از کار‌های تراوست در این پروژه پشتیبانی کرد. محققان ETH زوریخ نانوذرات را مونتاژ کرده و محققان IBM Research اروپا، ویژگی‌های ابرفلورسانس نانوذرات را اندازه‌گیری کردند.

اگرچه هدف این پروژه پیشرفت علوم بنیادی بود، تراوست گفت که این کشف اساسی منجر به برخی کاربرد‌های عملی مانند منابع نور کوانتومی فوق سبک می‌شود.

مواد پروسکایتی در تبدیل نور خورشید به الکتریسیته بسیار کارآمد هستند، بنابراین تحقیق روی این مواد برای استفاده در سلول‌های خورشیدی در حال انجام است. اکنون، با استفاده از روش‌های مونتاژ کشف شده در این پروژه، نانوذرات مختلفی می‌توانند برای تولید مواد جدید با خواص مکمل ترکیب شوند.

تراوست در پایان اظهار کرد: «ما هم اکنون می‌توانیم از ویژگی‌های شگفت‌انگیز پروسکیت‌ها استفاده کرده و آن‌ها را با نانوذرات با خواص مکمل و مواد طراحی ترکیب کنیم که هم‌زمان چندین عملکرد را انجام می‌دهند.»