گردنبند نانویی با کاربردهای متنوع تولید شد

به گزارش عصر رویداد؛ نانوخوشه‌ها (NCs) مواد بلوری هستند که به طور معمول در مقیاس نانومتر وجود دارند. آنها از اتم‌ها یا مولکول‌ها در ترکیب با فلزاتی مانند کبالت، نیکل، آهن و پلاتین تشکیل شده‌ و کاربردهای جالبی در زمینه‌های متنوع از جمله تحویل دارو، کاتالیزور و تصفیه آب پیدا کرده‌اند.

کاهش اندازه نانوخوشه می‌تواند فرصت‌های بیشتری در صنعت ایجاد کند و این امکان را برای فرآیندی مانند کاتالیست تک‌اتمی فراهم می‌کند. در این حوزه، هماهنگی مولکول‌های آلی با اتم‌های فلزی امکان عملکرد بیشتری را ایجاد می‌کند.

یکی از رویکردها برای ساخت چنین نانوخوشه‌های کوچک، اضافه کردن اتم‌های فلزی به فیلم‌های خودمونتاژ شونده است. محققان دانشگاه چیبا در ژاپن به تازگی موفق شدند اتم‌های کبالت را روی آرایه‌های حلقه‌ مولکولی در دمای اتاق ایجاد کنند.

دکتر تویو کازو یامادا از محققان این بررسی در مورد این دستاورد گفت: با این روش می‌توان نانوخوشه‌های کاربردی را با دقت در مقیاس اتمی تولید کرد که این نتایج برای توسعه کاتالیزورهای بسیار کارآمد یا در محاسبات کوانتومی قابل استفاده است.

وی افزود: در این پروژه از ساختارهای مولکولی حلقه ای شکل به نام “اترهای تاجی” استفاده شد که حاوی حلقه های بنزن و برمین است. از این ساختار برای رشد نانوخوشه‌های کبالت در سطح مس مسطح استفاده شد. نانوخوشه های کبالت حاصل دارای دو اندازه، ۱٫۵ نانومتر و ۳٫۶ نانومتر بودند. برای درک بیشتر خصوصیات و ساختار آنها از روش‌هایی نظیر میکروسکوپ تونل‌زنی روبشی با دمای پایین (STM )، طیف سنجی فوتوالکترون (ARPES)، پراکندگی الکترون با انرژی کم (LEED) و نظریه عملکرد چگالی استفاده شد.

ین محقق یادآور شد: تجزیه و تحلیل این ساختار نشان داد که سایت‌هایی پایدار برای اتصال کبالت ایجاد شده است. همچنین این سایت‌ها تحت تأثیر هیبریداسیون بین اترهای تاجی و کبالت قرار گرفته است. هنگامی که اتم کبالت به دام افتاد مانند یک مرکز هسته عمل کرد و سایر اتم‌های کبالت را برای تشکیل نانوخوشه جذب کرد.

وی ادامه داد: علاوه بر این، بر خلاف رفتار معمول مولکول‌های اتر تاجی در محلول، این مولکول‌ها اتم فلزی را در مرکز حلقه تاج به دام نمی‌اندازند. در عوض، اتم فلزی به دلیل وجود اتم های برمین در آن مکان به سمت لبه‌ها می‌رود.