Index
ورود کاربر
Telegram RSS ارسال به دوستان نسخه چاپی ذخیره خروجی XML خروجی متنی خروجی PDF
کد خبر : 166394
تاریخ انتشار : 11 بهمن 1391 0:0
تعداد مشاهدات : 89

تولید نانوساختارهای اکسید روی به کمک امواج صوتی با همکاری محققان ایرانی

علمي و فناوري - فناوري: محققان ایرانی با همکاری پژوهشگرانی از کشورهای آمریکا و مالزی به فناوری ساخت نانوساختارهای اکسید روی از طریق روش ساده سونوشیمیایی دست یافتند که در صنایعی همانند نانوالکترونیک و نفت و نیز پیل های خورشیدی کاربرد دارند. به گزارش پایگاه اطلاع رسانی دستاوردهای انقلاب اسلامی به نقل از سرویس فناوری ایسنا، اکسید روی، خواص منحصربه فردی مانند نیمه هادی بودن و رفتار پیزوالکتریک از خود نشان می دهد و در نتیجه در طیف گسترده ای از سنسورها و عملگرها مورد استفاده قرار می گیرد. نانوساختارهای اکسید روی در راستای استفاده در دستگاه هایی در مقیاس نانو و میکرو، مانند ژنراتور، سنسورها، آشکارسازهای نوری فرابنفش و در سیستم های پزشکی مورد بررسی واقع شده اند. روش های زیادی تا کنون برای سنتز ساده نانوساختارهای اکسید روی، از جمله فرایند اکسیداسیون، سل-ژل، روش پلیمریزاسیون، رسوب دهی، حل کردن گرمایی و هیدروترمال و سل-ژل احتراقی توسعه یافته اند. با این حال، آماده سازی نانوساختارهای اکسید روی یک فرایند پیچیده بوده و متغیرهای مختلف بر روی خواص محصول نهایی تأثیرگذارند. در تولید نانوساختارهای اکسید روی، یکنواختی توزیع اندازه ذرات نهایی محصول و کنترل مورفولوژی آن بسیار مهم است. دکتر علی خرسند زاک، محقق دانشگاه فردوسی مشهد و همکاران وی از دانشگاه های مالایا و بوستون کالج آمریکا به کمک روش جدید، سریع و ساده سونوشیمیایی موفق به تولید نانوساختارهای اکسید روی با استفاده از استات روی، به عنوان ماده آغازین شدند. آنها اندازه، شکل و تبلور نانوساختارهای اکسید روی تولید شده را به وسیله ی ابزار های مختلف مورد بررسی قرار دادند. خرسند زاک، فارغ التحصیل دکتری نانوفیزیک از دانشگاه مالایا، اظهار کرد: معمولاً برای ساخت نانوساختارهای اکسیدی به یک منبع انرژی نیاز است. معمولا این انرژی به وسیله گرما یا تابش نور مثل UV تأمین می شود. در این پژوهش سعی شد برای تأمین انرژی لازم جهت تشکیل نانوساختارهای اکسید روی از انرژی صوت استفاده شود. این روش نسبت به اکثر روش های موجود برای تولید نانوساختارهای اکسید روی بویژه نانو میله ها، سریع تر بوده است و نیز هزینه های اقتصادی آن کمتر است. بنابراین در صورت نبود امکاناتی همچون کوره، اتوکلاو و آون می توان با استفاده انرژی صوت این محصول را تولید کرد. مواد شیمیایی مورد استفاده برای سنتز اکسید روی شامل نمک استات روی، هیدروکسید سدیم و محلول آمونیاک بدون نیاز به دیگر عوامل کنترل ساختارها یا سورفکتانت ها هستند. این روش ساده و از دسته روش های سبز است، چراکه نیاز به درجه حرارت بالا و یا مواد شیمیایی بسیار سمی ندارد. همچنین شکل نهایی نانوساختارهای اکسید روی را می توان با تنظیم انرژی مافوق صوت از طریق تغییر زمان امواج فراصوت تنظیم کرد. خرسند زاک در زمینه فرایند تولید این ماده افزود: ابتدا محلولی از استات روی، آمونیاک و هیدرواکسید سدیم در دمای اتاق تهیه شده، سپس محلول حاصل در معرض امواج صوتی انرژی بالا در مدت زمان های 5، 15، 30 و 60 دقیقه قرار داده شد. رسوب حاصله در این مرحله به وسیله ی سانتریفیوز شسته و جداسازی شد. در نهایت برای بررسی محصول نهایی، آنالیزهای لازم نظیر XRD، HRTEM و SAED بر روی نمونه ها انجام شد. وی افزود: فرایند کلی شامل تشکیل ذرات هیدروکسید روی از کاتیون های روی پس از مدت زمان 5 دقیقه است. با ادامه انرژی دهی این ذرات به نانوهسته های اکسید روی تبدیل شده و در ادامه با رشد این هسته ها، نانو میله ها رشد می کنند. اگر انرژی دهی ادامه پیدا کند این میله ها به وسیله ی کاتیون های باقی مانده به یکدیگر چسبیده، نانوساختارهای گل شکل را به وجود می آورند. خرسند زاک تصریح کرد: نتایج این پژوهش با استفاده از آنالیز XRD نشان می دهد که نانوساختارهای اکسید روی تولید شده در زمان های مختلف امواج فراصوت، دارای ساختار شش ضلعی هستند. همچنین با توجه به نتایج HRTEM و SAED، نانوساختارهای اکسید روی در جهت رشد طولی متبلور شده است. وی در ادامه خاطرنشان کرد: در این کار تحقیقاتی نانومیله هایی با نسبت طول به قطر بالا و همچنین ساختارهای گل شکل تولید شدند. از این نانومیله ها می توان در صنعت نانوالکترونیک و از نانوگل ها در ساخت پیل های خورشیدی استفاده کرد. محقق دانشگاه فردوسی مشهد گفت: از جمله مزایای این روش تولید می توان به کیفیت بالای محصول به دلیل کنترل اشکال تولید شده، یکنواختی و خلوص آن اشاره کرد. نتایج این کار تحقیقاتی در مجله Ultrasonics Sonochemistry (جلد 20، شماره 1، ماه ژانویه سال 2013) منتشر شده است.