نانوخوشه‌ی مس دوبعدی ساخته شد

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، مواد دوبعدی در مقایسه با مواد توده‌ای، به دلیل ویژگی‌های خاصی که دارند، در جوامع تحقیقاتی شهرت زیادی یافته‌اند. مواد دو بعدی دارای وزن کم، مدول یانگ و استحکام بالا و ناهمسانگردی قوی بین خصوصیات مکانیکی درون صفحه و خارج از صفحه هستند.

توسعه مواد دو بعدی با ویژگی شبه تناوبی به دلیل کاربرد‌های صنعتی متعدد آن‌ها کنجکاوی بسیاری از محققان را در سال‌های اخیر برانگیخته است. با کمال تعجب، مطالعات بر روی تولید نانومواد دو بعدی با ساختار‌های شبه تناوبی حتی پس از تقریباً ۴۰ سال نیز کمیاب است.

یک توضیح برای این موضوع، این است که تولید چنین ساختار‌هایی با استفاده از مفاهیم پذیرفته شده شیمی مصنوعی هنوز دشوار است. با این حال، یافته‌های اخیر نشان می‌دهد که لایه‌بندی زاویه‌ای/پیچ خورده مواد دوبعدی با ساختار‌های شش ضلعی ممکن است فرصت‌های جدیدی را برای چیدمان کریستالوگرافی شبه تناوبی باز کند.

برای مثال، نشان داده شده است که گرافن چند لایه پیچ خورده، زمانی که در زاویه ۳۰ درجه لایه‌ای قرار می‌گیرد، نظم شبه بلوری ایجاد می‌کند. علاوه بر این، شناسایی رسانایی فوق‌العاده در گرافن دولایه و چند لایه پیچ خورده با زاویه جادویی، احتمال کشف ویژگی‌های غیرمنتظره در سایر ترکیبات دو بعدی را افزایش می‌دهد.

وجود ویژگی‌های فیزیکی منحصربه‌فرد در مواد دوبعدی پیچ خورده توسط طیف رامان در گرافن چند لایه پیچ خورده و چرخش‌های فوتونیک در فسفر سیاه دوبعدی پیچ‌خورده تایید شده است.

خودآرایی موادی مانند کلوئیدها، مونومرها، میکروامولسیون‌ها و نانومواد منجر به تقارن شبه دوره‌ای می‌شود که عمدتاً توسط آنتروپی کنترل می‌شود. از سوی دیگر، نقاط کوانتومی چهارضلعی کوتاه شده نیز نشان داده شده است که ساختار شبه بلوری متقارن ۱۰ برابری ایجاد می‌کنند.

ترکیبات غیرتناوبی که منجر به الگو‌های ابرشبکه می‌شوند، نتیجه کج شدن تصادفی دو ماده مجزا یا یک جزء واحد با قابلیت پذیرش اشکال متعدد است. در نتیجه، ایجاد یک ساختار شبه بلوری از یک جزء واحد، مانند نانومواد دو بعدی با اندازه یکنواخت، حیاتی است.

نانوخوشه‌های مولکولی، به‌ویژه آن‌هایی که از فلز ساخته شده‌اند، نمونه‌ای جالب از انباشته شدن نانومواد هستند. این به این دلیل است که نانوخوشه‌های فلزی تثبیت شده با لیگاند می‌توانند بر اساس برهمکنش‌های سطحی خود به ذرات بزرگتر تبدیل شوند.

در این مطالعه، محققان گزارش می‌دهند که با تنظیم مکانیسم واکنش، می‌توان نانوخوشه‌های مولکولی تثبیت‌شده با لیگاند را به صورت ساختاری دوبعدی با تقارن شبه دوره‌ای مرتب کرد.

محققان یون‌های فلزی و خوشه‌های مولکولی مس را ترکیب کردند و در نتیجه نانوساختار‌های دو بعدی پیچ خورده با تقارن شبه دوره‌ای ایجاد کردند.

برای ایجاد نانوخوشه‌های مس (CuNCs) تقویت‌شده توسط مرکاپتوبنزوئیک اسید (MBA) و مرکاپتوپروپانوئیک اسید (MPA) یک فرآیند سنتز ساده مورد استفاده قرار گرفت. نانوخوشه‌های مس آماده‌شده متعاقباً با یون‌های فلز روی کمپلکس شدند و به نانوساختار‌های شش ضلعی دو بعدی تبدیل شدند.

استحکام لومینسانس نانوخوشه‌های مس اصلاح‌شده با روی (CuNCs) به طور قابل‌توجهی افزایش یافت که نشان‌دهنده ایجاد ساختار کریستالی است. نانوخوشه‌های مس دو بعدی نیز الگو‌های پراش شش ضلعی را در مطالعه الگوی پراش الکترون ناحیه انتخاب شده (SAED) نشان دادند.