ماجراجویی در فناوری نانو: پرورش یک دانه برف فلزی
دانشمندان نیوزیلندی و استرالیایی که در سطح اتم‌ها کار می‌کنند، چیزی غیرمنتظره خلق کردند: دانه‌های برف فلزی کوچک.
چرا این موضوع مهم است؟ زیرا ترغیب اتم‌های منفرد به همکاری، از طریق نانومواد به انقلابی در مهندسی و فناوری منجر می‌شود. (و ایجاد دانه‌های برف جالب است.)
ساختارهای نانومقیاس می‌توانند به تولید الکترونیکی کمک کنند، مواد را قوی‌تر اما سبک‌تر کنند، یا با اتصال به سموم به پاکسازی محیط زیست کمک کنند.
برای ایجاد نانوبلورهای فلزی، دانشمندان نیوزیلندی و استرالیایی در حال آزمایش با گالیوم، یک فلز نرم و نقره‌ای رنگ که در نیمه‌رسانا‌ها استفاده می‌شود و به طور غیرمعمول، در دمای کمی بالاتر از دمای اتاق مایع می‌شود، بوده‌اند.
پروفسور نیکولا گاستون و دکتر استف لمبی، هر دو از وایپاپا تاوماتا رائو، دانشگاه اوکلند، و دکتر کریستا استینبرگن از ته هرنگا واکا، دانشگاه ویکتوریا ولینگتون، با همکاران خود در استرالیا به رهبری پروفسور کوروش کلانترزاده در دانشگاه نیو ساوت ولز همکاری کردند.
تیم استرالیایی در آزمایشگاه با نیکل، مس، روی، قلع، پلاتین، بیسموت، نقره و آلومینیوم کار کردند سپس فلزات در دمای بالا در گالیوم حل شدند. پس از سرد شدن، بلورهای فلزی پدیدار شدند در حالی که گالیوم مایع باقی ماند.
تیم نیوزیلندی، بخشی از موسسه مواد پیشرفته و نانوفناوری مک دیارمید، یک مرکز ملی تحقیقات عالی، شبیه‌سازی‌هایی از دینامیک مولکولی انجام داد تا توضیح دهد که چرا بلورهای با شکل‌های متفاوت از فلزات مختلف پدیدار می‌شوند.
گاستون می‌گوید: “آنچه ما یاد می‌گیریم این است که ساختار گالیوم مایع بسیار مهم است. این موضوع بدیعی است زیرا ما معمولاً مایعات را فاقد ساختار یا دارای ساختار تصادفی می‌دانیم.”
دانشمندان نشان دادند که برهمکنش‌های بین ساختارهای اتمی فلزات مختلف و گالیم مایع باعث ایجاد کریستال‌هایی با شکل‌های متفاوت می‌شود.
کریستال‌ها شامل مکعب‌ها، میله‌ها، صفحات شش ضلعی و اشکال دانه برف روی بودند. تقارن شش شاخه‌ای روی، که در آن هر اتم توسط شش اتم همسایه در فواصل معادل احاطه شده است، طرح دانه برف را توضیح می‌دهد.
گاستون می‌گوید: «برخلاف رویکردهای بالا به پایین برای تشکیل نانوساختارها با برش مواد این رویکردهای پایین به بالا به خودآرایی اتم‌ها متکی هستند. طبیعت اینگونه نانوذرات را می‌سازد و هم ضایعات کمتری دارد و هم بسیار دقیق‌تر از روش‌های بالا به پایین است.»
او می‌گوید این تحقیق مسیری جدید و ناشناخته برای نانوساختارهای فلزی گشوده است.
لینک مفید:فناوری نانو برای ایجاد فرصت‌های تجاری
بیشتر بدانید:ورزش های فناوری نانو
بیشتر بخوانید:فناوری نانو، مراقبت از دهان و دندان را متحول می‌کند
تاریخ:1404/4/17
مهسانعمتی
