تولید نانوالیاف رسانای طویل با کپسول حاوی ژل!

[h=1] تولید نانوالیاف رسانای طویل با کپسول حاوی ژل!
[/h] ۱۳ دی ماه ۱۳۹۰

​

محققان دانشگاه توکیو با استفاده از یک کپسول حاوی ژل، نانوالیاف بلندی تولید کردند. این نانوالیاف دارای هدایت الکتریکی مناسبی است، به طوری که می توان از آنها در ساخت حسگرها استفاده کرد.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، پژوهشگران ژاپنی موفق به ساخت الیاف سوپرمولکولی بسیار بلند از ترکیبات لیپید مانند شده اند که قادرند با خودآرایی به کانال هایی میکروسیالی تبدیل شوند. با کپسوله کردن این الیاف در یک پوشش ژل مانند، می توان از پوشش به عنوان یک داربست استفاده کرد تا رشته ها به صورت طویل رشد کرده، به طوری که طول آنها به یک متر برسد. محققان از این الیاف برای تولید پلیمرهای رسانا استفاده کردند.

تولید ژل های سوپر مولکولی در مقیاس توده ای انجام می شود و در نهایت موجب تشکیل انباشته ای از نانوالیاف می شود که با استفاده از پیوند هیدروژنی، برهمکنش پای پای و نیروی واندروالسی به هم چسبیده اند. به دلیل طبیعت ضعیف این برهمکنش ها، تجمعات ماکروسکوپی و تشکیل الیاف بزرگ اتفاق نمی افتد. یک تیم تحقیقاتی به رهبری «سوجی تکوچی» از دانشگاه توکیو با استفاده از ژل این الیاف را گیر انداخته است.

محلولی حاوی مونومر درون میکروکانال ریخته شده و سپس آن را آلجینیت می کنند. به کل این سیستم، محلولی از کلرید کلسیم اضافه می شود که موجب شروع فرایند تشکیل ژل می شود. «سوجی تکوچی» می گوید: تشکیل سریع ژل بسیار مهم است و بخش سل آلجینیت (کلوئیدی از ذرات بسیار کوچک) می تواند در حضور یون های کلسیم به سرعت تشکیل ژل دهد.

با استفاده از رنگ های لیپیدی و نانودانه های فلورسانت می توان به ترتیب رشته های سوپرمولکولی تشکیل شده و ژل را مشاهده کرد. نتایج مشاهدات میکروسکوپی نشان می دهد که در صورت وجود یک جریان خطی، می توان نانوالیافی تولید کرد که در راستای جهت جریان رشته های سوپرمولکولی باشد. ساختارهای تراز شده در عدم حضور ژل نیز تولید می شوند، اما بسیار شکننده هستند.

طول رشته را می توان با تغییر زمان تزریق میکروکانالی تنظیم کرد که با این کار می توان رشته هایی به طول یک متر ایجاد کرد. رشته تولید شده با استفاده از یک انبرک گرفته و کشیده شده است. با توجه به این که می توان الیاف سوپرمولکولی را تراز کرد، بنابراین این امکان به وجود می آید که از آنها به عنوان الگو برای سنتز پلی آنیلین استفاده کرد. برای این کار مونومر را روی سطح الیاف قرار می دهند که به دلیل وجود نیروی برهمکنشی ضعیف، مونومر روی آن می تواند بدون متجمع شدن پلیمریزه شود. برای زدودن محصول تولید شده از EDTA استفاده می شود. نتایج نشان می دهد که هدایت الکتریکی پلی آنیلین تولید شده در حدود چند ده نانوآمپر است که برای ساخت حسگر کافی است.