(أخبار Nanowerk) أنابيب الكربون النانوية لقد أظهرت نتائج واعدة في كل شيء بدءًا من الإلكترونيات الدقيقة وحتى الطيران وحتى تخزين الطاقة. ويعتقد الباحثون أن هذه المادة قد تحقق يومًا ما حلم الخيال العلمي المتمثل في إنشاء مصعد إلى الفضاء. فلماذا لا يتم استخدامها في كثير من الأحيان؟ وقال الكيميائي نوي ألفاريز من جامعة سينسيناتي إن إحدى العقبات هي عدم القدرة المحبطة على ربط أنابيب الكربون النانوية بالأسطح المعدنية في اتصال قوي لأجهزة الاستشعار. الترانزستورات وغيرها من الاستخدامات. يبلغ قطر هذه الأنابيب المجوفة جزءًا من المليار من المتر فقط، ولكن يمكن أن يصل طولها إلى عدة سنتيمترات. وقال: "نريد أن تكون تجاربنا قابلة للتكرار ومتسقة، ولكن هذا ليس ممكنا بسهولة مع الأنابيب النانوية لأننا لا نستطيع التحكم في مدى ارتباطها بالأسطح المعدنية". لكنه ومعاونوه أظهروا عملية كيميائية جديدة يتم فيها تطعيم الأنابيب النانوية على الأسطح المعدنية لإنشاء رابط موصل قوي ومتسق. ونشرت الدراسة في المجلة التقدم النانوي ("إنشاء روابط تساهمية بين Cu وC عند واجهة المعدن/أنابيب الكربون النانوية المفتوحة"). في التكرارات السابقة، تم تشتيت أنابيب الكربون النانوية في محلول لصنع ما يشبهه ألفاريز بـ "المعكرونة الرطبة" التي تلتصق بسطح معدني. "ولكن لا يوجد اتصال قوي. لا يوجد شيء يبقي الأنابيب النانوية على السطح. لذا فإن قياسات الخصائص مثل التوصيل الكهربائي كانت غير دقيقة وغير متسقة. قام ألفاريز وشركاؤه البحثيون في جامعة تكساس إيه آند إم، بقيادة أستاذ الهندسة الكيميائية خورخي سيميناريو، بعرض طرق لربط الأنابيب النانوية كيميائيًا بالنحاس والألومنيوم والذهب والأسطح المعدنية الأخرى. تلقى ألفاريز ومعاونوه منحة قدرها 720,000 ألف دولار من المؤسسة الوطنية للعلوم لتوضيح اكتشافهم الكيميائي في السنوات الثلاث المقبلة. "لماذا لا نرى أنابيب الكربون النانوية في التطبيقات التجارية واسعة النطاق على الرغم من أن لديها الكثير من الإمكانات؟ وقالت شاميندا ناواراثني، طالبة الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا والمؤلفة الرئيسية للدراسة: "لدينا الكثير لنكتشفه". اكتشف ألفاريز وزملاؤه من خلال الحسابات الحسابية أن ذرات الكربون في الرابط العضوي ترتبط فعليًا بذرتي نحاس، مما يخلق رابطة قوية بشكل خاص. وقال ألفاريز: "هذا ما يفسر سبب بقاء الأنابيب النانوية متصلة ببعضها البعض بمجرد توصيلها كيميائيا".
240222aAlvarez013.CR2 توصل أستاذ الكيمياء بجامعة كاليفورنيا نوي ألفاريز وطالبة الدكتوراه شاميندا ناواراثني إلى عملية كيميائية لربط أنابيب الكربون النانوية بالمعادن، مما يفتح نافذة ضخمة من الإمكانيات في تخزين الطاقة والاتصالات والهندسة الطبية الحيوية. تُستخدم أنابيب الكربون النانوية لإنشاء المادة الاصطناعية الأكثر سوادًا على وجه الأرض، حيث تمتص أكثر من 99% من الضوء بالكامل. ألياف الأنابيب النانوية قوية وخفيفة الوزن. Photo / Andrew Higley / UC Marketing + Brand قال ألفاريز إن أنابيب الكربون النانوية هي جزيئات قوية للغاية. هيكلها الجزيئي يخلق شبكة سداسية أنيقة. "إن روابط الكربون هي أقوى الروابط. إنها روابط تساهمية. وقال ألفاريز: "لهذا السبب يعتبر الماس أصعب المواد لأنه عبارة عن روابط كربون-كربون". وقال ألفاريز إنه في حين أن ذرات الكربون في الماس هي روابط مفردة، فإن أنابيب الكربون النانوية لها ذرات مزدوجة مترافقة، مما يجعلها أقوى من الماس. وقال ألفاريز إن الكابلات المصنوعة من أنابيب نانوية كربونية قوية وخفيفة الوزن تم تصورها لإنشاء "مصاعد فضائية" يمكنها نقل المعدات إلى المدار. تم تصوير مصعد فضائي في المشهد الافتتاحي لفيلم براد بيت “Ad Astra”. لكن القوة هي مجرد واحدة من خصائصها الفريدة. تُستخدم أنابيب الكربون النانوية لإنشاء المادة الاصطناعية الأكثر سوادًا على وجه الأرض. وقال ألفاريز إن روابطهم القوية بالمعدن يمكن أن تؤدي إلى دهانات وطلاءات أفضل. "الأنابيب النانوية خاملة إلى حد ما. إنها مستقرة جدًا. يمكنك اقترانهم دون كسر روابطهم. وقال ألفاريز: "إن الأنابيب النانوية شبه الموصلة لها أيضًا خصائص فلورية، حيث يمكنها توليد الضوء". "لذا فإن قائمة التطبيقات تطول وتطول." وقال ناواراثني إنه يتابع التطبيقات المحتملة في مجال تخزين الطاقة. قال ناواراثني: "الآن بعد أن أصبح بإمكاننا ربط أنابيب الكربون النانوية بمجمع تيار أو مسبار معدني، يمكننا صنع أقطاب كهربائية مستقرة جدًا للمكثفات الفائقة". يقوم طلاب الكيمياء بجامعة كاليفورنيا "بتنمية" الأنابيب النانوية على أقراص السيليكون باستخدام عملية تسمى ترسيب البخار الكيميائي التحفيزي في المعدات التي تسخن الكواشف ومحفز الحديد إلى 1,450 درجة فهرنهايت. قال ألفاريز، وهو يشير إلى جسم يمكن رؤيته من خلال نافذة زجاجية في الآلة التي بحجم الفرن: "الجو شديد الحرارة". "هذا مثل مقلاة الخبز. المحفز يدخل هنا." وبعد 45 دقيقة، تظهر طبقة رقيقة من أنابيب الكربون النانوية على السيليكون. ومن هناك، تمكن الباحثون من زرع الأنابيب النانوية كهربائيًا على مجموعة متنوعة من الأسطح المعدنية. في البداية، استخدموا حزمًا من الأنابيب النانوية، ولكن مع العمليات المكررة التي تعلموها، أصبح بإمكانهم توصيل الأنابيب النانوية المحاذاة رأسيًا. "إن الأمر يشبه محاولة ربط الصوف بالأغنام. عندك غزل مقطوع من الغنم. وقال: "نحن قادرون على ربط الألياف الفردية بالأغنام كيميائيًا".

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64758.php