کوتاه‌ترین نانولوله‌کربنی دوجداره جهان سنتز شد

اخبار دانشگاهی را از «کانال اخبار دانشگاهی SNN.ir» دنبال کنید

به گزارش گروه  دانشگاه خبرگزاری دانشجو؛ محققان ژاپنی با قرار دادن دو ساختار حلقوی درون هم، موفق به تولید کوتاه‌ترین نانولوله‌کربنی دوجداره جهان شدند.ترکیبات آروماتیک حلقوی می‌توانند به‌صورت ساختار لوله‌ای در آمده و شبیه به عروسک‌های روسی شوند. محققان با استفاده از این روش موفق به تولید کوتاه‌ترین نانولوله جهان شدند. نانولوله دو جداره شبه عروسک روسی زمانی ایجاد می‌شود که حلقه‌ها از نظر ابعاد مکمل هم باشند.

دو نانوحلقه کربنی با ابعاد مختلف برای تولید کوتاه‌ترین نانولوله کربنی دو جداره مورد استفاده قرار گرفته است.این ساختار پیچیده دو جداره، از کربن ساخته شده است. ساختارهای کربنی دو جداره پیچیده به مدت دو دهه است که شگفتی دانشمندان را برانگیخته اند. باکی پیاز یا باکی‌اونیونز (Bucky onions) با فرمول C۶۰ درون یک فولرین کروی بزرگتر موسوم به فولرین غلاف لوبیایی قرار می‌گیرد.
شیگرو یاماگو و همکارانش از دانشگاه کیوتو ژاپن موفق به افزودن ساختار دیگری به این ترکیب شدند تا در نهایت کوتاه‌ترین نانولوله کربنی دو جداره را بسازند. این ساختار از دو پارافنیلن حلقوی ساخته شده که درون یکدیگر قرار گرفته‌اند. این ساختار پیش از این به‌صورت نظری پیش‌بینی شده بود، اما به‌صورت عملی سنتز نشده بود.

پارافنیلن حلقوی از یک سری حلقه بنزن تشکیل شده که از بخش پارا به هم متصل شده‌اند. از آنجایی که این نانولوله کوتاه‌ترین نانولوله کربنی ممکن است، از آن می‌توان برای رشد مستقیم ساختارهای بزرگتر استفاده کرد.این گروه تحقیقاتی دریافتند که نانولوله‌های دو جداره زمانی شکل می‌گیرند که دو بخش آنها ابعاد صحیحی داشته باشد. یکی از این پارافنیلن‌های حلقوی باید ۵ حلقه یا بیشتر نسبت به دیگری داشته باشد. زمانی که این دو حلقه به حد کافی به هم نزدیک شوند، با هم برهم‌کنش داده و با جاذبه واندروالسی یکدیگر را جذب می‌کنند.

محققان ژاپنی یک گام دیگر به جلو برداشته و یک فولرین را درون ساختار نانولوله کربنی دو جداره قرار دادند. این گروه تحقیقاتی ایده ساخت کمپلکس عروسک روسی را یک گام به جلو برده و ساختار سه گانه‌ای ایجاد کردند که یک باکی‌بال درون یک نانوحلقه ۱۰ بنزنی قرار گرفته و این ساختار نیز درون یک حلقه ۱۵ بنزنی است.