استفاده از نانولوله‌های کربنی برای حفاظت در برابر اشعه x

محققان ژاپنی دریافتند که کامپوزیت‌های نانولوله کربنی می‌تواند به‌عنوان وسیله‌ای برای حفاظت از اشعه ایکس استفاده شود. دلیل این پدیده هنوز مشخص نیست اما به‌نظر می‌رسد مورفولوژی نانولوله‌ها در این امر موثر است.

نتایج مطالعات نظری و آزمایشگاهی در چند سال اخیر نشان می‌دهد که نانولوله‌های کربنی دارای اثرات الکترومغناطیس هستند. محققان از انواع مواد مختلف نانوکامپوزیت‌های نانولوله کربنی برای حفاظت سطح تماس مواد الکترومغناطیسی استفاده می‌کنند. اخیرا محققان از نانولوله‌های کربنی برای حفاظت اشعه ایکس استفاده کردند، آنها نتایج کار خود را در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Enhanced X-Ray Shielding Effects of Carbon Nanotubes در نشریه Materials Express به چاپ رساندند.

شوجی سوروکا نویسنده اول این مقاله و محقق دانشگاه شین‌شو می‌گوید مکانیسم مشاهدات ما هنوز به‌طور کامل قابل توضیح نیست و آن را نمی‌توان با تئوری میرایی اشعه ایکس رایج توضیح داد. پیش از این محققان معتقد بودند که میرایی اشعه ایکس، کاهش تدریجی شدت اشعه ایکس در هنگام عبور از یک محیط برای مثال سرب، به‌وسیله عدد اتمی ماده مشخص شده و ارتباطی با ساختار ماده ندارد. اما آنچه که محققان این پروژه دریافتند این است که ضریب میرایی جرم در نانولوله کربنی 20 تا 50 درصد بیشتر از مقدار مشاهده شده در گرافیت پیرولیتیک با نظم بالا (HOPG) و فولرین است.

هرچند که محققان هنوز نمی‌توانند خواص میرایی اشعه ایکس را در نانولوله‌های کربنی توضیح دهند اما آنها گمان می‌کنند که این خاصیت استحفاظی نانولوله‌های کربنی احتمالا ریشه در مورفولوژی منحصر به‌فرد این نانولوله‌ها دارد. در این پروژه، محققان از نانولوله‌های کربنی تک جداره، چند جداره، فولرین، اکسید گرافن، ترکیب نانولوله کربنی تک جداره و چند جداره و همچنین منسوجات پوشش داده شده با نانولوله کربنی چند جداره استفاده کردند. نتایج نشان داد که تمام این مواد به جز فولرین دارای ضریب میرایی بیشتری نسبت HOPG است. شوجی سوروکا می‌گوید ما دریافتیم که ضریب میرایی فولرین تقریبا برابر HOPG است، این در حالی است که ساختارهای رول شده گرافن که به‌صورت سیلندری شکل است و همچنین نانولوله‌ها به‌شدت قدرت استحفاظی را افزایش می‌دهند. این موضوع از قوانین موجود تبعیت نمی‌کند. با پوشش‌دهی الیاف منسوجات توسط نانولوله‌های کربنی چند جداره، محققان می‌توانند خواص میرایی نانولوله‌های کربنی را به البسه منتقل کنند. با افزایش ضخامت منسوجات، درصد میرایی به‌شدت افزایش می‌یابد تا جایی که این رقم در فیلم‌های 24 میلیمتری به 70 درصد می‌رسد. این تحقیق می‌تواند مسیر تازه‌ای به‌سوی ساخت البسه سبک و مقاوم در برابر اشعه ایکس باز کند. با این حال باید تحقیقات بیشتری در این باره انجام شود.