ابداع فرآیندی برای تولید صنعتی نانولایه در یک دقیقه!

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، ژاپنی‌ها روشی ارائه کردند که با استفاده از آن می‌توان به سادگی و بدون نیاز به فناوری‌های پیچیده یا مهارت بالا، نانوصفحه‌هایی با ابعاد بزرگ را در مقیاس صنعتی در مدت زمان یک دقیقه تولید کرد.

فناوری جدیدی برای ساخت نانوصفحات ابداع شده است که تولید این نانوورق‌ها را در مدت یک دقیقه امکان‌پذیر می‌کند، نانولایه‌هایی که بسیار نازک بوده و از مواد دو بعدی به ضخامت چند نانومتر تشکیل می‌شوند.

این روش تولید یک دقیقه‌ای نانوصفحه‌ها، توسط یک تیم مطالعاتی به سرپرستی پروفسور مینورا اوسادا و محقق پسا‌دکتری یوشی در موسسه مواد و سیستم‌های پایداری (IMaSS)، دانشگاه ناگویا ژاپن توسعه یافته است.

این فناوری، ساخت فیلم‌های نانوصفحه‌ای با کیفیت بالا و بزرگ را تنها با یک کلیک بدون نیاز به فناوری یا دانش اختصاصی تسهیل می‌کند. اعتقاد بر این است که نتایج این پروژه به توسعه فرآیند تولید صنعتی برای انواع مختلف دستگاه‌های نانو ورق کمک می‌کند. نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای در نشریه ACS Applied Materials & Interfaces منتشر شده است.

نانوصفحات دارای ضخامتی هستند که بر حسب نانومتر تعیین می‌شود. نانولایه‌ها به قدری نازک هستند که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیستند. آن‌ها را می‌توان در حوزه‌های مختلف، نظیر کاتالیزور، الکترونیک، زیست پزشکی و ذخیره انرژی استفاده کرد. آن‌هایی که از نانوصفحات معدنی و گرافن ساخته می‌شوند، برای کاربرد در دستگاه‌های مختلف، از حسگر‌ها و باتری‌ها گرفته تا سلول‌های خورشیدی، تحت آزمایش قرار می‌گیرند، زیرا برخلاف مواد توده‌ای رایج، عملکرد بهتری داشته و از نظر الکتریکی و مقاومت در برابر حرارت ویژگی‌های جالبی دارند.

با این وجود، روش‌های موجود برای ساخت این لایه‌های نازک، مانند رویکرد لانگمویر-بلاجت، به شرایط پیچیده و به مهارت بالایی نیاز دارند.

هدف این تیم ساخت روش جدیدی بود که می‌تواند فیلم‌های تک لایه با کیفیت بالا و با ساختار و چیدمان نانویی ایجاد کند. آن‌ها با استفاده از چکاندن یک قطره از یک محلول آبی کلوئیدی روی بستری که روی یک صفحه داغ گرم شده است، فرآیند خودکار تشکیل فیلم را انجام دادند. چکاندن قطره توسط یک پیپت خودکار انجام شده و نانوصفحات در حدود یک دقیقه‌ای ایجاد می‌شود. نتیجه یک فیلم تک لایه بدون هیچ شکافی بین نانوصفحات است.

پروفسور مینورو اوسادا، از دانشگاه ناگویا می‌گوید: «انتظار می‌رود این روش جدید به‌عنوان یک روش ساخت لایه نازک صنعتی و روش تولید نانو پوشش یا نانو ورق به یک فناوری مهم تبدیل شود، زیرا ساده و سریع است و تنها به مقدار کمی ابزار برای ساخت یک محصول با کیفیت بالا و بزرگ نیاز دارد.»

اوسادا ادامه می‌دهد: «این فناوری ساده و با استفاده از پیپت خودکار انجام می‌شود و نیازی به دانش یا فناوری تخصصی ندارد. این فناوری برای نانوصفحات با ترکیبات و ساختار‌های مختلف مانند اکسیدها، گرافن و نیترید بور قابل استفاده است.»