بررسی مولکول های آروماتیک نانو لوله های (SWCNT و SWCNTs) دکترای نانو _ میکرو الکترونیک
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته : مشخص است که نانولوله های کربنی برهمکنش قوی با مولکولهای آروماتیک مانند سطح گرافیت دارند. میتوان SWCNTs را به صورت سیستم π الکترون بسط یافته در نظر گرفت که میتواند با دیگر سیستم های πالکترون از طریق برهمکنش های π-π ارتباط برقرار کند.
چنین برهمکنشهای π-π به عنوان نیروی جلو برنده ی اصلی برای جذب DNA و پلیمرهای آروماتیک روی سطح نانو لوله عمل میکند. کشف چگونگی برهمکنش های انتخابی بین ترکیبات مزدوج π و SWCNTs جالب و مهم است. مونومرها و پلیمرهای آروماتیک معینی میتوانند SWCNTs نیمه هادی یا فلزی را به طور انتخابی حل نمایند. چسبیدن π-π بین مولکول آروماتیک و سطح SWCNTs در جهت انتخابی انجام میشود که این مسئله میتواند یکی از دلایل عملکرد انتخابی این مولکولهای آروماتیک باشد. عاملدار نمودن غیرکوالانس انتخابی SWCNTs نیمه هادی با شیمی پورفیرین مشخص میشود. بعضی از مولکول های آروماتیک میتوانند کمپلکس انتقال بار با SWCNTs فلزی تشکیل دهند. مشتقات پلیمری Fluorene میتوانند به طور انتخابی به ترتیب نانولوله های ساختار پلیمر و ساختار حلال هر دو به شدت تأثیرگذار هستند و در بعضی موارد منجر به انتخابگری بسیار بالا بر حسب قطر و زاویه ی کایرال میشوند. از مولکولهای تراکمی دیلز- آلدر( acenes) برای متفرق کردن نانولوله های دارای قطر زیاد استفاده کردند. در مورد انتخابگری مولکول های آروماتیک نانولوله های با قطر کم (nm 2.1< )متمرکز بود، در حالی که درانتخابگری مولکول های آروماتیک در ساختار نانو لوله های دارای قطر زیادتر (nm 6.1~) بکار برده شده است.
نانولوله های کربنی نیمه هادی که قطر آنها بزرگتر باشد بازده بهتری در تجهیزات الکترونیک دارند. پراکندگی انتخابی SWCNTs با استفاده از آروماتیک های بنزوئید متراکم را مانند پنتاسن، آنتراسن و مشتقات (quaterylene )تکثیر نموده اند. نانو لوله های کایرال بزرگ را میتوان با استفاده از آروماتیک های بنزوئید متراکم جدا نمود در حالی که نانولوله های کایرال کوچک با مشتقات پلی-پریلن جدا میشوند. علاوه بر آن با کنترل فرآیند پراکندگی- جداسازی، میتوان نانولوله فلزی و سپس نانولوله های نیمه هادی را جدا نمود.ایزومرهای نوری نانولوله ها را با استفاده از مولکول های آروماتیک دیپورفیرین جداسازی نمودند ایزومرهای دیپورفیرین کایرال به عنوان موچینهای مولکولی عمل میکنند تا بتوانند به طور انتخابی SWCNTs راستگرد یا چپگرد را جداسازی نمایند. میزان انتخابگری کایرال با کنترل زاویه ی دو وجهی بین پورفیرینها بهینه میشود. جالب است که مولکولهای دیپورفیرین میتوانند راستگرد یا چپگرد قبل از این کار، تفرق الکترونی با تصحیح خطا بودن شبکه ی کربنی در فضای نانو لوله های کربنی SWCNT و SWCNTs را تشخیص دهند. یا میتوانند تا حدی انانتیومرهای SWCNT و SWCNTs را جدا کند. این کار باعث میشود که نانو مولکول های آروماتیک با ضریب اطمینان بالاتری جداسازی نانولوله های کایرال را انجام دهند.
نتیجه گیری :
برتری استفاده از مولکول های آروماتیک، تنوع ساختاری آنها و تشابه آنها با نانولوله ها است. مولکول ها میتوانند طراحی و سنتز شوند تا دقت عملیات جداسازی بیشتر و برای انجام جداسازی غیر اصل شود. عموما دو نوع کوالانسی وجود دارد: اول اینکه جذب متفاوت به وسیله ی مولکول ها انجام شود و دیگری پراکندگی تشدید یافته ی جذب SWCNTS است. بنابراین در این روشهای غیرکوالانسی، بازده جداسازی همیشه تحت تأثیر حلال ها قرار میگیرد.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک