کنترل نور با کمک فناوری‌نانو

یک گروه بین‌الملی از پژوهشگران روش جدیدی برای کنترل نور با استفاده از فناوری‌نانو ارائه کرده‌اند. این تکنیک بر روی مرزهای بین دو محیط، مانند هوا و آب، تمرکز دارد و خود مرز را بعنوان محیط سوم در نظر می‌گیرد. این کار به دانشمندان اجازه می‌دهد که باریکه‌های منعکس شده و شکسته را به روش‌هایی که با مواد طبیعی امکان‌پذیر نمی‌باشد دستکاری کرده و "نور طراح" خلق کنند. انعکاس و شکست موقعی رخ می‌دهد که نور از مرز بین دو محیط مختلف تحت یک زاویه عبور می‌کند. با توجه به نورشناسی کلاسیک، زاویه فرودی و خواص نوری دو محیط هستند که زوایای شکست و انعکاس را مشخص می‌کنند. اما اکنون، نانفانگ یو و همکارانش از دانشگاه هارواد نشان داده‌اند که اگر مرز شامل ساختارهای نانومقیاس باشد، این قوانین نیاز به اصلاح خواهند داشت.

تصویربرداری از نانولوله‌های کربنی با استفاده پدیده فلورسانس

مایکل بلید، مهندس الکترونیکی است که در یک دوره تحقیقاتی روی تصویربرداری از نانولوله‌های کربنی کار کرده است. او برای این کار از راهبردهای مختلفی نظیر استفاده از میکروسکوپ نوری اپی‌فلورسانس یا استفاده از لیزر سبز استفاده کرده است. بلید به موفقیت‌هایی در تصویربرداری از نانولوله‌ها نائل شده است اما هنوز مشکلاتی را پیش رو دارد.

مایکل بلید بطری کوچکی را تکان می‌دهد که حاوی مایعی است. سپس به آن بطری نگاهی می‌اندازد و لکه‌های تیره کوچکی را می‌بیند که در حال چرخش هستند. این لکه‌ها خوشه‌هایی از میلیون‌ها نانولوله‌کربنی هستند. نانولوله‌های کربنی از ورقه‌های گرافی تشکیل شده‌اند که به صورت لوله‌ای شکل در امده‌اند. قطر آنها یک تا دو نانومتر بوده اما طول‌شان از 100 نانومتر تا چند سانتیمتر متغییر است. این ترکیبات ساختارهای مختلفی دارند اما اندازه کوچک‌شان موجب شده تا شناسایی، تست و کار با آنها دشوار شود.

مایکل بلید، مهندس الکترونیکی که روی حل این مشکل کار می‌کند، تابستان سال قبل دوره تحقیقاتی را در پیشگامی محیط‌زیست لهیگ برای تحقیق در این حوزه برگزید. او پاییز را نیز با همکاری سلاوا روتکین، استادیار فیزیک، بروی این موضوع کار کرد. مایکل بلید می‌گوید نانولوله‌های کربنی باید با دقت بالایی روی یک نقطه صحیح قرار گیرند. مشکل پیش رو آن است که انجام این کار دشوار است زیرا نانولوله‌های کربنی بسیار کوچک هستند و کار با آنها مشکلاتی در پی دارد.

نسخه‌ برداری از پاهای مارمولک با نانومواد

سطح چسبنده و خشک پاهای مارمولک‌ها، آنها را قادر کرده است که به آسانی روی دیوار و سقف راه بروند. اکنون محققان موسسه A*STAR در سنگاپور با استفاده از فناوری ساده قالب‌گیری، نانوموادی ساخته‌اند که از خواص چسبنده پاهای مارمولک‌ها تقلید می‌کنند. توانایی مارمولک‌ها برای چسبیدن به سطوح بواسطه چسب مایع نیست، بلکه بخاطر میلیون‌ها موی میکروسکوپی است که سطح پاهایشان را پوشش داده است. هر کدام از موها در انتهایش دارای ساختار شاخه‌ای (لیفی) و سلسله مراتبی است، هر شاخه (لیف) از زیرشاخه‌های متعدد تشکیل شده است، و هر زیرشاخه نیز به صدها لیفچه شکسته می‌شود که قطری بین 100 تا 200 نانومتر دارند.

جداسازی آب از نفت خام با ماده هیدروژل نانوساختار

لین فنگ و همکارانش از دانشگاه تسینگهوا در پکن یک شبکه فلزی میکروساختار ساخته و آن را با یک ماده هیدروژل پلی‌آکریلامیدی نانوساختارِ ابرآب‌دوست و ابرروغن‌گریز پوشش داده‌اند. این ماده جدید می‌تواند از مخلوط‌های آب و روغن‌هایی مانند روغن نباتی، بنزین و گازوئیل و حتی از مخلوط‌های آب و نفت خام، بدون هیچ توان اضافی و بصورت انتخاب‌پذیری آب را بطور موثری (بیش از 99 درصد) جدا کند. جداسازی آب و روغن یک مشکل بین‌سطحی است و مواد جدیدی که برای داشتن قابلیت خیسی ویژه‌ای طراحی شده‌اند، وابستگی و برهم‌کنش متفاوتی با آب و روغن دارند؛ بنابراین می‌توانند برای این جداسازی استفاده شوند.

نانولوله‌ای دارای دو بخش با خواص الکترونیکی متفاوت

پژوهشگران ژاپنی نانولوله‌ای تولید کرده‌اند که دارای دو بخش متمایز است. خواص الکترونیکی این دو بخش با هم متفاوت بوده اما با چسبیدن به‌هم، در قالب یک رشته نانولوله در آمده‌اند. از این نانولوله‌ها می‌توان صنعت الکترونیک استفاده کرد.

یک گروه تحقیقات ژاپنی موفق به ارائه روشی شده‌ است که با آن می‌توان نانولوله‌ای دارای دو بخش تولید کرد به‌طوری که هر قطعه دارای خواص نیمه‌هادی مجزا است. این گروه تحقیقاتی در مقاله‌ای تحت عنوان Supramolecular Linear Heterojunction Composed of Graphite-Like Semiconducting Nanotubular Segments که درنشریه Science به چاپ رساندند، نشان دادند که چگونه نانولوله‌های منحصر به‌فرد به یکدیگر متصل ‌می‌شوند.
 

کشف روش جدید تولید نانوذرات سیلیکونی فلورسانت

فیزیکدانان انگلیسی متدی جدید برای ایجاد نانوذرات سیلیکونی فلورسانت کشف کردند که می تواند روند ورود داروها را به سلولهای بدن ردیابی کند.

به گزارش خبرگزاری مهر، محققان دپارتمان فیزیک و ستاره شناسی دانشگاه لچستر در این خصوص اظهار داشتند: "یک مزیت کلیدی این متد جدید در این است که کنترل اندازه های مختلف نانو ذرات و خصوصیات سطحی آنها را به صورت مستقل انجام می دهد. این متد بسیار چند بعدی است و می تواند ذرات فلورسانت را تولید کند."

این نانو ذرات تنها محتوی کمتر از 100 اتم سیلیکون هستند و خاصیت فلورسانسی آنها پس از ترکیب با آب آشکار می شود. این متد موجب می شود که خاصیت فلورسانسی نانوذرات بیش از سه ماه باقی بماند.

این فیزیکدانان در ادامه توضیح دادند: "فناوری نانو، استفاده از ساختارهایی است که ابعاد آنها در مقیاس نانو متری است. ساخت مواد و دستگاههای جدید با استفاده از این فناوری می تواند کلید توسعه های آینده علم و فناوری، مراقبتهای پزشکی و فناوری اطلاعات باشد."

براساس گزارش ساینس دیلی، ماهیت سیلیکون منجر به ایجاد نانوذراتی برای تولید حسگرهای پزشکی زیستی فلورسانت بسیار مفید می شود. این ذرات فلورسانت می توانند به ردیابی میزان ورود داروها به سلولها کمک کنند.

تولید نانولوله‌های کربنی با کمک لیزر بخار مس

تیم تحقیقاتی مرکز ملی علوم و فنون لیزر ایران، توانستند نانولوله‌های کربنی را به روش کندوسوز لیزری تولید کنند. این گروه همچنین لیزر بخار مس را به عنوان منبع لیزر جدیدی در این روش معرفی نمودند.

خانم پروانه جعفرخانی در مورد رشد نانولوله کربنی به روش کندوسوز گفت: «رشد نانولوله‌های کربنی در محفظه‌ای صورت می‌گیرد که در آن پرتو لیزر، منبع لیزر بخار مس، به هدف گرافیتی آلائیده با کاتالیست‌های نیکل و کبالت واقع در لولۀ شیشه‌ای کوارتزی که در کوره‌ای با دمای 1200 درجه سانتیگراد قرار دارد تابیده و باعث تشکیل پلاسمایی از گونه‌های کربنی کندوسوز می‌شود. شارش گاز آرگون با خلوص بالا در جهت پرتو لیزر داخل محفظه، باعث ثابت ماندن فشار در 500 Torr می‌گردد. از طرف دیگر، یک جمع‌کننده مسی آب خنک در انتهای محفظه و درست خارج از فضای دمای بالای کوره برای جمع کردن نانولوله‌ها پس از رشد تعبیه شده است.»

پوششهای نانوتکنولوژی ضدانعکاس خود شوی،الهام گرفته از چشمان پرانه

امروزه پوشش های ضد انعکاس یکی از بحث های کلیدی برای تولید انبوه سلول های خورشیدی سیلیکونی شده است.

امروزه سلول های خورشیدی سیلیکونی، رایج ترین سلول های خورشیدی در تجارت هستند. آن ها با لایه هایی از سیلیکون نوع n که تعداد زیادی الکترون و سیلیکون نوع p که تعداد زیادی روزنه های الکترون ( بخش هایی با الکترون های ناپیدا ) دارند، ساخته می شوند. زمانی که با نور خورشید اصابت می کنند، تعداد مساوی از الکترون ها و روزنه های الکترون در فصل مشترک بین دو لایه ی سیلیکون تولید می شود و هنگامی که الکترون ها از سیلیکون نوع n به سیلیکون نوع p مهاجرت می کنند، جریانی الکتریکی تولید می شود.