توليد مواد شبه‌بلوري از خودآرايي نانوذرات

ديميتري تالاپين و همکارانش از دانشگاه شيکاگو براي اولين بار توانسته‌اند از خودآرايي نانوذرات شبه ‌بلورها را توليد کنند.

کد خبر: ۵۴۵۵۰

دوشنبه - ۱۴ دی ۱۳۸۸ / January 04, 2010

به گزارش گروه علمي «شبکه خبر دانشجو»، تنها چند دهه قبل دانشمندان بر اين باور بودند که تمام مواد منظم از واحدهاي ساختماني (اتم‌ها، مولکول‌ها يا يون‌ها) تکراري تشکيل شده‌اند.

با اين ديدگاه جامدات معمولي زندگي روزمره از بلورهاي تکراري در يک الگوي سه‌بعدي شکل مي‌گيرند. زماني که دانشمندان يک ماده «غيرممکن» يافتند که وجودش را نمي‌توانستند با آرايش متناوب اتم‌ها توجيه کنند، اين قانون جهان‌شمول با چالش مواجه شد.

اين مواد جديد که شبه‌بلور ناميده مي‌شوند، از يک الگوي رياضي متفاوت و محکم و در عين حال غيرتکراري تبعيت مي‌کنند. مواد شبه بلوري از آن زمان به بعد درون حدود 100 ترکيب سنتزي چندفلزي يافت شدند و در سال 2009 در يک نمونه زمين‌شناسي نيز شناسايي شدند.

اما سوالات همچنان باقي بودند. اين مواد چگونه و چرا شکل مي‌گيرند، آيا پايدار هستند و ساختار دقيق اتمي آنها چيست؟ حال ديميتري تالاپين و همکارانش از دانشگاه شيکاگو براي اولين بار توانسته‌اند از خودآرايي نانوذرات شبه‌بلورها را توليد کنند. در روش‌هاي خودآرايي از گرايشات طبيعي خود ذرات براي شکل دادن مواد جديد استفاده مي‌شود.

در اين روش‌ها امکان روشن شدن جزئيات جديدي از ساختار اتمي شبه‌بلورها بدون نياز به قدرتمندترين روش‌هاي ميکروسکوپي وجود دارد.

تالاپين، استاديار شيمي دانشگاه شيکاگو مي‌گويد: در اينجا طبيعت براي ما کار مي‌کند و تمام اين پيچيدگي‌هاي شگفت‌‌انگيز را ايجاد مي‌نمايد.

اين گروه از محققان نانوذراتي کروي از مواد مختلف توليد نموده و آنها را ترغيب به خودآرايي به مواد شبه‌بلوري کردند.

تالاپين مي‌گويد: ما قوانين بنيادي حاکم بر خودآرايي مواد شبه‌بلوري را کشف کرده‌ايم. طبيعت اين نانوذرات کروي پراکنده را وادار مي‌کند کنار هم جمع شده و الگوهاي سه‌بعدي بسيار پيچيده را ايجاد کنند.

گروهي از پژوهشگران دانشگاه شيکاگو، آزمايشگاه ملي آرگون و دانشگاه پنسيلونيا به دنبال مثال‌هاي ديگري از مواد شبه‌بلوري هستند که زماني به نظر غيرممکن مي‌آمد.

چون مواد شبه‌بلوري کمياب هستند، دانشمندان هنوز ويژگي‌هاي آنها را به طور کامل کشف نکرده‌اند. با اين حال مطالعات تجربي و تئوري موجود حاکي از امکان شناسايي ويژگي‌هاي مکانيکي، اُپتيکي و الکترونيکي آنهاست.

مطالعات آنها ادامه دارد تا دانشمندان را با پيچيدگي‌ها و زيبايي‌هاي جامدات که مبناي زندگي جديد و فناوري‌هاي پيشرفته را تشکيل مي‌دهند، بيشتر آشنا کند.

لازم به ذکر است، جزئيات اين پژوهش در مجله Nature منتشر شده است. /انتهاي پيام/