تولید پلاسما از بازیافت نانولوله های کربنی با مایکروویو
به گزارش مهندس وب، پژوهشگران دانشگاه جورج واشنگتن با حرارت دادن نانولوله های کربنی تولید شده از دی اکسیدکربن زائد در مایکروویو، به پدیده ای اعجاب انگیز دست یافتند: ایجاد پلاسما با رنگ زرد ـ سفید که نه فقط جلوه ای چشم نواز دارد، بلکه فرآیندی بسیار مؤثر برای تصفیه این نانوساختارها فراهم می آورد.
به گزارش گروه علمی ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، در پژوهشی جدید که بتازگی در مجله Nanoscale پخش شده، تیمی به رهبری استوارت لیشت (Stuart Licht) در دانشگاه جورج واشنگتن، موفق شده است با بهره گیری از یک مایکروویو معمولی، از نانولوله های کربنی تولیدشده از دی اکسیدکربن زائد، پلاسما تولید نماید. این پلاسما نه فقط بصورت شگفت انگیزی در دمای بالاتر از ۸۰۰ درجه سانتی گراد شکل می گیرد، بلکه می تواند ناخالصی هایی مانند فلزات، الکترولیت ها و کربن آمورف را نیز از ساختار نانولوله ها پاک سازی کند.
این یافته می تواند جایگزین روش های تصفیه پر هزینه و پیچیده نانولوله ها شود که نیاز به تجهیزات تخصصی دارند. برخلاف روش های رایج مانند رسوب بخار شیمیایی (CVD) که نه فقط پر مصرف و آلاینده هستند، بلکه پروسه تصفیه آنها نیز دشوار است، پلاسما حاصل از مایکروویو روشی ساده و کم هزینه برای بهبود کیفیت نانولوله های کربنی فراهم می آورد.
پلاسما به عنوان حالت چهارم ماده، زمانی شکل می گیرد که گاز خنثی تا جایی گرم شود که الکترون ها از اتم های خود جدا شوند و محیطی رسانا و واکنش پذیر نسبت به میدان های الکتریکی و مغناطیسی شکل بگیرد. پلاسما کاربردهای گسترده ای در پزشکی، ساخت مواد و الکترونیک دارد اما حفظ آن به طور معمول نیازمند تجهیزات خاص و گرانقیمت است. پدیده کشف شده توسط لیشت نشان میدهد که شاید بتوان در آینده از مایکروویوهای ساده برای تولید پلاسما و تصفیه نانوساختارها بهره برد.
این موفقیت مرهون استفاده از روشی است که لیشت در سال ۲۰۰۹ معرفی کرده بود: الکترولیز کربنات مذاب. در این تکنیک پایدار، دی اکسیدکربن مستقیم به اکسیژن و کربن ـ بصورت نانوساختارهایی مانند گرافن یا نانولوله های کربنی ـ تجزیه می شود. حال لیشت و همکارانش با بهره گیری از این تکنیک، نانولوله هایی با خاصیت های منحصربه فرد ساخته اند که در مقابل امواج مایکروویو، رفتاری غیرمنتظره از خود نشان می دهند.
نکته جالب این جاست که پلاسما تنها در نانولوله هایی دیده شده که مستقیم از دی اکسیدکربن تولید شده اند، نه در نانولوله های تولید شده با روش های مرسوم مانند CVD. محققان حدس می زنند دلیل این تفاوت، وجود فلزات واسطه در ساختار نانولوله هایی است که از الکترولیز کربنات مذاب به دست آمده اند. این فلزات هدایت الکتریکی و خاصیت های مغناطیسی ساختار را افزایش داده و جذب انرژی مایکروویو را تسهیل می کنند؛ در نتیجه دما به حدی می رسد که پلاسما شکل می گیرد.
یافته اخیر نه فقط راهی نو برای تصفیه نانومواد فراهم می آورد، بلکه چشم اندازی امیدوارکننده جهت استفاده مجدد از دی اکسیدکربن و کاهش اثرات محیط زیستی فناوری نانو به شمار می آید. از طرف دیگر، امکان تولید پلاسما با وسایل ساده خانگی مانند مایکروویو، می تواند پژوهش های آزمایشگاهی در سرتاسر جهان را متحول کند.
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب