نحوه جداسازی نانو لوله ها SWCNTs از طریق روش های کوالانسی و عاملدار نمودن دیواره (دکترای نانو _ میکرو الکترونیک)
نکته : جداسازی SWCNTs از طریق روش های کوالانسی عاملدار نمودن دیواره نانو لوله های کربنی، ساختار استوانهای داشته SP2 است. و هیبریداسیون اتمهای کربن آنها مرتبط با عدم فعالیت نانو لوله ی کربنی دقیقا انطباق اوربیتال п در اثر انحناء میباشد .
فعالیت بیشتر نانو لوله های کربنی با قطر کوچکتر نسبت به واکنشهای افزایشی میتواند مربوط به تشدید فشار فضایی باشد. علاوه بر آن واکنش های انتخابگر افزایش الکتروفیلی روی SWCNTs در مورد نانولوله های فلزی بسیار راحت تر انجام میشود، زیرا سطح HOMO در آنها بالاتر است. انتخاب گری در واکنشهای عاملدار نمودن دیواره، براساس دانسته ی الکترونی تراز ها (DOS ) میتواند درک شود که این واکنش در عاملدار نمودن دیواره نانو لوله های کربنی، نقش مهمی دارد. نانو لوله های فلزی بر خلاف SWCNTs نیمه هادی دارای الکترون های DOS در سطح فرمی هستند و سطح فرمی، پتانسیل شیمیائی الکترونها است. در دمای صفر، این سطح حاوی الکترون است ولی در نیمه هادی الکترونها در شکاف انرژی قرار میگیرند که در این ناحیه سطوح انرژی مجاز وجود ندارد. بنابراین الکترونها برای پایدار نمودن کمپلکس انتقال بار تشکیل شده با افزایش واکنشگر به سطح نانولوله وجود دارند. SWCNTs فلزی بهتر میتوانند حالتگذار راپایدار نمایند و به این علت سرعت واکنش بیشتر میشود. این مسئله میتواند دلیل فعالیت SWCNTs فلزی در واکنش های افزایشی الکتروفیلی مانند افزایش دی کلرو کربن و کربن واکنش (یوندیآزونیوم) و افزایش hydrosilytation باشد.در مورد واکنش های SWCNTs با یونها یا نمکهای دیآزونیوم تاکنون انجام شده است و اولین بار واکنشگر های آریل دیآزونیوم محلول در آب به صورت انتخابی با SWCNTs فلزی فعالیت مناسبی نشان میدهند.
نمکهای دیآزونیوم با تشکیل پیوند کوالانس آریل روی نانو لوله SWCNTs فلزی را به نوع نیمه هادی تبدیل میکنند. بعد از عملیات حرارتی نانو لوله های دارای گروههای آزونیوم، نانو لوله های فلزی بازیابی میشوند و گروه های آریل از دیواره های نانو لوله جدا میگردند. وجود گروه عاملی دیآزونیوم، باعث غیر فعال نمودن نانو لوله های فلزی در تجهیزات الکتریکی میشود زیرا عاملدار نمودن کوالانسی دیآزونیوم به میزان چشمگیری در خواص نوری و الکتریکی SWCNTs فلزی اغتشاش ایجاد میکند. برای بهینه سازی این واکنش، تحقیقات نمک های بنزن کاملتری انجام میدهند.
نتیجه گیری:
عاملدار نمودن کوالانسی انتخابی دیواره های SWCNTs نیمه هادی در اثر واکنش دو قطبی افزایش حلقوی azomethineylides حاصله از تری آلکی لآمین-N اکسیدها با آروماتیک های چند حلقه ای، باعث میشود که مقدار نانو لوله های فلزی در رسوب ته ظرف افزایش یابد. مطالعات تئوری نشان میدهد که افزایش حلقوی دو قطبی به قطر و کایرالیته ی نانو لوله ها حساس است.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک