به گزارش روز شنبه گروه علمی ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو ریاست جمهوری،نیمه‌رساناها دسته‌ای از موادند که در حالت عادی عایق هستند، اما می‌توانند تحت شرایطی به حالت رسانا تغییر حالت پیدا کنند. برخی از اکسیدهای فلزی از قبیل دی‌اکسید تیتانیم و اکسید روی در گروه نیمه‌رساناها قرار می‌گیرند.
این نوع نیمه‌رساناها با جذب نور می‌توانند به حالت رسانا درآیند. در بین نیمه‌رساناهای اکسیدی، دی‌اکسید تیتانیم به‌عنوان یک ‌نیمه‌رسانای پربازده و مطلوب شناخته شده است. تولید این نیمه‌رساناها به‌صورت نانوذره عملکرد آن‌ها را به‌صورت قابل‌توجهی افزایش می‌دهد. بااین‌وجود، محققان به دنبال بهینه‌سازی هر چه بیشتر عملکرد این نیمه‌رسانای پرکاربرد هستند.
دکتر فرشاد طالشی محقق دانشگاه آزاد اسلامی واحد قائم شهر با اشاره به نقش نانولوله‌های کربنی، در رابطه با اهداف دنبال شده در این طرح گفت: نانولوله‌های کربنی به سبب سطح بالای خود می‌توانند نقش مهمی را در کنترل ابعاد نانوذرات دی‌اکسید تیتانیم بازی کنند. ازاین‌رو در طرح حاضر با سنتز پودر نانوکامپوزیتی دی‌اکسید تیتانیم/نانولوله‌های کربنی، نقش نانولوله‌های کربنی بر میزان جذب نور نانوذرات دی‌اکسید تیتانیم ارزیابی شده است.
به گفته وی، پودر نانوکامپوزیتی تولید شده در این طرح قادر است طیف گسترده‌تری از نور را جذب کرده و خواص نوری بهینه‌تری ارائه نماید.
طالشی افزود: با حضور بستر نانولوله‌های کربنی، علاوه بر کاهش اندازه‌ نانوذرات و تغییر مورفولوژی پودر از حالت کلوخه‌ای به حالت رشته‌ای، مقدار انرژی گاف نواری دی‌اکسید تیتانیم نیز کاهش یافته است. لذا قابلیت این ماده به‌عنوان فتوسل با جذب نور در طول‌موج‌های بالاتر اتفاق می‌افتد. این موضوع موجب افزایش کارایی کاتالیستی این ماده می‌گردد.
عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد قائم‌شهر ادامه داد: در بخش اول این پژوهش نانولوله‌های کربنی سنتز و ابعاد آن‌ها بهینه شده است. در بخش بعد سطح نانولوله‌ها به‌منظور ایجاد پیوند قوی‌تر بین نانولوله‌ها و نانوذرات دی‌اکسید تیتانیم، نانولوله‌های کربنی عامل دار شده است. سپس نانوذرات دی‌اکسید تیتانیم بر روی بستر نانولوله‌های کربنی سنتز شده و در انتها خواص جذب نوری نانوکامپوزیت سنتز شده مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت.
نتایج حاکی از آن است که میزان گاف انرژی دی‌اکسید تیتانیم خالص در محدوده‌ 2/44 تا 3/98 الکترون‌ولت بوده است که در حضور نانولوله‌های کربنی این مقدار کاهش یافته است.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر فرشاد طالشی- عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد قائم‌شهر- است.نتایج این کار در مجله‌ Journal of Applied Spectroscopy (جلد 82، شماره‌ی 2، سال 2015، صفحات 303 تا 306) به چاپ رسیده است.

**نانولوله کربنی
کربن یکی از عناصر شگفت‌انگیز طبیعت است که به چهار صورت مختلف در طبیعت یافت می‌شود. همه این چهار شکل، جامد هستند و در ساختار آنها اتم‌های کربن به صورت کاملاً منظم در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند. این چهار ماده گرافیت، الماس، نانولوله ها و باکی بال ها هستند.
از ‌قرارگرفتن شش اتم کربن که به صورت شش ضلعی منتظم که با پیوند کوالانسی کنار هم قرار می گیرند، لایه های گرافیتی تشکیل می شوند که این لایه ها با لایه های زیرین خود با پیوند واندروالسی به هم وصل می شوند .علت نرمی گرافیت نیز همین موضوع است.
نانولوله ها در حقیقت لایه های گرافیتی هستند که از دو نقطه به هم وصل شده اند و بسته به نوع اتصالشان به صندلی، زیگزاگ و نامتقارن تقسیم می شوند.
نانولوله های کربنی علاوه بر اینکه استحکام بسیار بالایی دارند، از انعطاف و پیچش پذیری خوبی نیز برخوردارند.یکی از کاربردهای آن، کامپوزیت است. مهم ترین خاصیت نانولوله ها، هدایت الکتریکی آنهاست که بستگی به میزان نظم قرار گرفتن اتم ها، مقدار این پارامتر متغیر است.
علمی**1023**1440