نمک خوراکی به کمک ساخت نانوتیوب‌های فلزی نیوبیوم آمد!

به گزارش مجله خبری نگار/رکنا، گروهی از دانشمندان موفق شدند در یک گام مهم در زمینه علوم مواد، با استفاده از ماده‌ای ساده نانوتیوب‌های فلزی سولفید نیوبیوم با خصوصیات ثابت و پیش‌بینی‌پذیر تولید کنند.

نقش نمک خوراکی در این کشف بزرگ

تیمی از پژوهشگران بین‌المللی با کمک ساده‌ترین چاشنی خوراکی یعنی نمک طعام به این دستاورد علمی دست یافتند. این موفقیت می‌تواند مسیر توسعه دستگاه‌های الکترونیکی سریع‌تر، سیم‌های ابررسانا با کارایی بالا و فناوری‌های کوانتومی پیشرفته را هموار کند.

تمرکز تحقیقات بر نانوتیوب‌های فلزی با ویژگی‌های پایدار

در بیانیه منتشر شده توسط محققان به این موضوع اشاره شده است که یکی از اهداف کلیدی در تحقیقات مواد نانویی، تولید نانوتیوب‌های فلزی با ویژگی‌های پایدار است. این تلاش‌ها می‌توانند به توسعه ابزار‌های الکترونیکی پرسرعت و انتقال بهتر انرژی کمک کرده و همچنین پیشرفت در رایانش کوانتومی را سرعت ببخشند.

نانوتیوب‌ها و ویژگی‌های متمایز آنها

نانوتیوب‌ها یا لوله‌های نانویی ساختار‌های سیلندری کوچکی هستند که از پیچش ورقه‌های اتمی شکل می‌گیرند. این لوله‌های توخالی به دلیل ابعاد میکروسکوپی خود، خواص منحصربه‌فردی در مقایسه با مواد بزرگ‌تر از خود دارند. نانوتیوب‌ها ممکن است از لحاظ استحکام از فولاد مقاوم‌تر باشند، اما همچنان از نظر وزن به سبکی پلاستیک باشند. علاوه بر این، آنها می‌توانند رسانای فوق‌العاده‌ای برای گرما و الکتریسیته باشند و در برخی موارد ویژگی‌های کوانتومی حیرت‌انگیزی از خود بروز دهند. این خصوصیات ویژه باعث شده که نانوتیوب‌ها گزینه‌ای هیجان‌انگیز برای توسعه فناوری‌های نسل آینده در حوزه‌هایی مانند الکترونیک، انتقال انرژی و تحقیقات کوانتومی محسوب شوند.

پتانسیل دی‌سولفید نیوبیوم در الکترونیک و ابررسانایی

طبق گفته پژوهشگران دانشگاه پنسیلوانیا، ویژگی‌های خاص نانوتیوب‌ها از طریق انتخاب دقیق ترکیب اتمی آنها قابل تغییر است. این مسئله توجه محققان را به نانوتیوب‌های دی‌سولفید نیوبیوم جلب کرده است؛ یک ماده فلزی که قابلیت بهبود الکترونیک پرسرعت و ابررسانایی را دارد.

ساخت موفق نانوتیوب‌های نیوبیوم با عرض نانومتری

پژوهشگران این پروژه توانستند دی‌سولفید نیوبیوم که در حالت توده‌ای دارای خواص ابررسانایی است را به نانوتیوب‌هایی با عرض تنها یک میلیاردم متر تبدیل کنند. با استفاده از ورقه‌های کربن و نانوتیوب‌های نیترید بورون، آنها موفق شدند ساختار فوق‌العاده‌ای از این ماده ایجاد کنند که در حالت عادی در قالب ورقه‌های مسطح دیده می‌شود.

نقش نمک طعام در شکل‌گیری ساختار‌های لوله‌ای

این دستاورد به کمک افزودن نمک طعام در یکی از مراحل حیاتی فرآیند تولید ممکن شد. استفاده از نمک منجر به این شد که فلز به جای پراکنده شدن، دور یک الگو پیچیده و پوسته‌های نانولوله‌ای پایدار ایجاد کند.

تشکیل ساختار‌های دولایه و پایداری بی‌نظیر

نانوتیوب‌های حاصله به طور غیرمنتظره‌ای به شکل ساختار‌های دولایه تشکیل شدند که شبیه به جفت استوانه‌های تو در تو هستند. این قالب ساختاری که از نظر انرژی بسیار بهینه به نظر می‌رسد، موجب شد الکترون‌ها بتوانند میان لایه‌ها حرکت کنند. این ویژگی باعث شد ساختار تا حد زیادی شبیه به یک خازن در مقیاس اتمی عمل کند. مدل‌های محاسباتی نیز عملکرد این مکانیزم را تأیید کردند و نشان دادند که تعامل میان لایه‌ها نقشی کلیدی در حفظ انسجام نانوتیوب‌ها دارد.