با تلاش گروهی از دانشمندان؛

سخت‌ترین ماده کربنی خم می‌شود / رفتاری بی‌سابقه از نانولوله‌ها

گروهی از دانشمندان استرالیایی کشف کرده اند که الماس بعنوان سخت‌ترین ماده کربنی می‌تواند در ابعاد نانو خم شده و تغییر شکل بدهد.

کد خبر: ۸۲۶۰۶۵

يکشنبه - ۲۰ بهمن ۱۳۹۸ / February 09, 2020

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، الماس به علت طیف وسیعی از خواص شگفت انگیز برای دانشمندان و جواهرشناسان ارزشمند است. محققان می‌گویند این کشف، طیف وسیعی از امکانات برای طراحی و مهندسی دستگاه‌های جدید نانومقیاس در زمینه سنجش، محافظت و ذخیره انرژی ارائه داده و چالش‌های پیشرو آینده نانوفناوری را نیز نشان می‌دهد.

سرپرست این مطالعه، «بلک ریگان» از دانشگاه سیدنی گفت: این نانومواد کربنی مانند الماس، از نظر علمی و فناوری مورد توجه هستند، زیرا حالت طبیعی خواص مکانیکی آن‌ها می‌تواند با خواص آن‌ها در مقیاس نانو و میکرو بسیار متفاوت باشد. الماس یک پیشگام در برنامه‌های نوآورانه نانوفوتونیک، سیستم‌های مکانیکی میکروالکتریک و محافظ‌های تابش است یعنی طیف متنوعی از کاربرد‌ها در تصویربرداری پزشکی، سنجش دمایی، پردازش و ارتباطات کوانتومی را فراهم می‌کند.

ریگان افزود: ما نیاز داریم تا بدانیم چگونه این مواد در مقیاس نانو رفتار می‌کنند (خم می‌شوند، تغییرشکل می‌دهند، تغییر حالت می‌دهند و می‌شکنند) و ما این اطلاعات را برای الماس‌های تک‌ بلوری نداشته‌ایم.

گروه تحقیقاتی با نانوسوزن‌های الماس به طول تقریبا ۲۰ نانومتر و ۱۰۰۰۰ برابر کوچکتر از یک تار موی انسان کار کرده‌اند. این نانوذرات با استفاده از یک میکروسکوپ الکترونی در یک میدان الکتریکی قرار گرفتند. محققان با استفاده از این فناوری خاص، غیرمخرب و برگشت پذیر توانستند ثابت کنند که این نانولوله‌ها بدون شکستگی می‌توانند تا ۹۰ درجه خم شوند.

علاوه بر این محققان شکل جدیدی از تغییر شکل پلاستیک را مشاهده کردند که در ابعاد نانوپلار و جهت کریستالوگرافی الماس و در روشی خاص اتفاق می‌افتد.

پروفسور ایگور آهارونویچ گفت: نتیجه بی نظیر بود؛ یک حالت جدیدی از کربن است و رفتار مکانیکی بی سابقه‌ای را نشان می‌دهد. این‌ها بینش‌های بسیار مهمی از چگونگی تحریف، خم شدن و تغییر پارامتر‌های نانوساختاری است که خاصیت آن‌ها را از مکانیکی به مغناطیسی تا نوری تغییر می‌دهد. برخلاف بسیاری از مراحل فرضی، کربن، کربن ۰۸ ظاهر شده و با پیوند‌ها شبه الماس به طور تدریجی شکسته شده و منطقه بزرگی از الماس را به کربن ۰۸ تبدیل می‌کند.

آهارونویچ افزود: کاربرد‌های نانو بسیار گوناگون هستند. یافته‌های ما از طراحی و مهندسی دستگاه‌های جدید در کاربرد‌هایی مانند ابرخازن ها، فیلتر‌های نوری یا حتی تصفیه هوا پشتیبانی می‌کند.