diamonds55
5th January 2009, 04:43 PM
دکتر پاپاکونستانتينو و دکتر شانگ(دو تن از محققان دانشگاه اولستر) راهبردهاي جديدي براي بهره‌گيري از دسته‌اي از خصوصيات صفحات گرافني ارائه کرده‌اند؛ اين خصوصيات شامل رشد مؤثر، خصوصيات الکتروکاتاليستي و مساحت سطحِ بالاست. اين محققان در الکترودهاي گرافني ابداعي خود براي نخستين بار، انتقال الکترونِ سريع، خصوصيات الکتروکاتاليستي بسيار خوب و ويژگي‌هاي آشکارسازي زيستي را با موفقيت به نمايش کشيده‌اند.
گرافن از لحاظ زمان کشف، جديدترين شکل کربن است و هم‌اکنون جنجالي‌ترين موضوع در فيزيک ماده‌چگال و علم مواد به‌شمار مي‌رود. يکي از خصوصيات مهم گرافن که تاکنون مورد بهره‌برداري قرار نگرفته‌است، ويژگي‌هاي لبه‌اي اين ماده است. در اين نواحي، مي‌توان خصوصيات الکتروکاتاليستي مطلوب و مکان‌هايي براي وظيفه‌دار نمودن ايجاد کرد. گرافن به‌صورت طبيعي توليد نمي‌شود و ساخت، اصلاح و فراورش آن، به شکلي که در مقياسي بزرگ در ابزارها قابل استفاده باشد، بسيار مشکل است؛ از اين رو يکي از اهداف محققان، ارائة روش‌هايي براي توليد قابل اعتماد و بزرگ‌مقياس آن در کاربردهاي عملي است.
اين محققان براي دستيابي به نتايج مذکور، تعداد زيادي از صفحات گرافني عمودي را در قالب يک پايه با يکديگر ادغام کردند. اين پايه که در آن، صفحات/عيوب پرلبه، بر روي سطح به پايان مي‌رسيدند، با استفاده از يک راهکار رسوب‌دهي بخار شيميايي ِ ارتقايافته با پلاسماي مايکروويوِ تک‌مرحله‌اي ساخته شد.
دوپامين يا DA، يک نوروترانسميتر(neurotransmitter) است که نقش بسيار مهمي در سيستم اعصاب مرکزي، کليه‌ها و سيستم هورموني و عروقي ايفا مي‌کند. تغييرات در غلظت DA، ارتباط نزديکي با وضعيت سلامت انسان دارد؛ بنابراين، آشکارسازي مقدار اين ماده، از اهميت زيادي برخوردار است.با استفاده از الکترودهاي معمولي، پاسخ دوپامين به‌دليل وجود هر دو مادة اسيد آسکوربيک(AA) و اسيد اوريک(UA)، مبهم خواهد بود و اين امر، به گزينش‌پذيري و حساسيت نسبتاً پاييني منجر مي‌گردد. پاية گرافني‌اي که محققان دانشگاه اولستر ساخته‌اند، مي‌تواند DA را با حساسيت بالايي تشخيص داده، آشکارسازي نمايد.
در اين تحقيق، پوشش‌هاي نانوفلس‌دار گرافني چندلايه با خلوص بالا، با يک روش ساده و بدون استفاده از هيچ‌گونه کاتاليستي، بر روي سيليسيم رشد داده شدند. اين پوشش‌ها از نانوفلس‌هاي لبه‌تيزي ساخته شدند که از گرافيت، اشباع بوده، ضخامت لبة آنها دو تا سه نانومتر بود و عمدتاً در جهت عمودي، جهت‌دهي شده بودند. اين پوشش‌هاي نانوفلس‌دار نشان دادند که مي‌توانند به‌خوبي و به شکلي همزمان ميان دوپامين، اسيد آسکوربيک و اسيد اوريک تميز قائل شوند. قدرت تشخيص اين پوشش‌ها بسيار بهتر از قدرت تشخيص الکترود کربني شيشه‌اي است.
خصوصيات الکتروکاتاليستي بسيار خوب و حساسيت آشکارسازي بالايي که اين محققان به آن دست يافته‌اند، عمدتاً متأثر از ساختار الکترونيکي منحصر‌به‌فرد گرافن، عيوب پرلبة آن و مساحت سطح بالاست. برخلاف ساير الکترودها که فرايندهاي ساخت چندمرحله‌اي دارند، اين پاية گرافني از طريق يک فرايند رسوب‌دهي بخار شيميايي تک‌مرحله‌اي ساده و کارامد ساخته مي‌شود که فاقد هرگونه اصلاحات دقيقِ وقت‌گير و يا فرايندهاي وظيفه‌دار نمودن(که معمولاً منجر به عملکرد ناپايدار و غيرقابل‌تکرار مي‌گردند) است.
در اين تحقيق، دستة جديدي از الکترودهاي گرافني ساخته شده‌اند که مي‌توانند در بخش‌هاي متنوع و متعددي چون تحليل الکتريکي، آشکارسازي زيستي، ذخيره‌سازي يا تبديل انرژي مورد استفاده قرار گيرند و با همتاهاي نانولوله‌اي(از جنس نانولولة کربني) هم‌جهت عمودي خود رقابت کنند.
نتايج اين تحقيق در نشرية Journal of Advanced Functional Materials به چاپ رسيده‌است.
گرافن از لحاظ زمان کشف، جديدترين شکل کربن است و هم‌اکنون جنجالي‌ترين موضوع در فيزيک ماده‌چگال و علم مواد به‌شمار مي‌رود. يکي از خصوصيات مهم گرافن که تاکنون مورد بهره‌برداري قرار نگرفته‌است، ويژگي‌هاي لبه‌اي اين ماده است. در اين نواحي، مي‌توان خصوصيات الکتروکاتاليستي مطلوب و مکان‌هايي براي وظيفه‌دار نمودن ايجاد کرد. گرافن به‌صورت طبيعي توليد نمي‌شود و ساخت، اصلاح و فراورش آن، به شکلي که در مقياسي بزرگ در ابزارها قابل استفاده باشد، بسيار مشکل است؛ از اين رو يکي از اهداف محققان، ارائة روش‌هايي براي توليد قابل اعتماد و بزرگ‌مقياس آن در کاربردهاي عملي است.
اين محققان براي دستيابي به نتايج مذکور، تعداد زيادي از صفحات گرافني عمودي را در قالب يک پايه با يکديگر ادغام کردند. اين پايه که در آن، صفحات/عيوب پرلبه، بر روي سطح به پايان مي‌رسيدند، با استفاده از يک راهکار رسوب‌دهي بخار شيميايي ِ ارتقايافته با پلاسماي مايکروويوِ تک‌مرحله‌اي ساخته شد.
دوپامين يا DA، يک نوروترانسميتر(neurotransmitter) است که نقش بسيار مهمي در سيستم اعصاب مرکزي، کليه‌ها و سيستم هورموني و عروقي ايفا مي‌کند. تغييرات در غلظت DA، ارتباط نزديکي با وضعيت سلامت انسان دارد؛ بنابراين، آشکارسازي مقدار اين ماده، از اهميت زيادي برخوردار است.با استفاده از الکترودهاي معمولي، پاسخ دوپامين به‌دليل وجود هر دو مادة اسيد آسکوربيک(AA) و اسيد اوريک(UA)، مبهم خواهد بود و اين امر، به گزينش‌پذيري و حساسيت نسبتاً پاييني منجر مي‌گردد. پاية گرافني‌اي که محققان دانشگاه اولستر ساخته‌اند، مي‌تواند DA را با حساسيت بالايي تشخيص داده، آشکارسازي نمايد.
در اين تحقيق، پوشش‌هاي نانوفلس‌دار گرافني چندلايه با خلوص بالا، با يک روش ساده و بدون استفاده از هيچ‌گونه کاتاليستي، بر روي سيليسيم رشد داده شدند. اين پوشش‌ها از نانوفلس‌هاي لبه‌تيزي ساخته شدند که از گرافيت، اشباع بوده، ضخامت لبة آنها دو تا سه نانومتر بود و عمدتاً در جهت عمودي، جهت‌دهي شده بودند. اين پوشش‌هاي نانوفلس‌دار نشان دادند که مي‌توانند به‌خوبي و به شکلي همزمان ميان دوپامين، اسيد آسکوربيک و اسيد اوريک تميز قائل شوند. قدرت تشخيص اين پوشش‌ها بسيار بهتر از قدرت تشخيص الکترود کربني شيشه‌اي است.
خصوصيات الکتروکاتاليستي بسيار خوب و حساسيت آشکارسازي بالايي که اين محققان به آن دست يافته‌اند، عمدتاً متأثر از ساختار الکترونيکي منحصر‌به‌فرد گرافن، عيوب پرلبة آن و مساحت سطح بالاست. برخلاف ساير الکترودها که فرايندهاي ساخت چندمرحله‌اي دارند، اين پاية گرافني از طريق يک فرايند رسوب‌دهي بخار شيميايي تک‌مرحله‌اي ساده و کارامد ساخته مي‌شود که فاقد هرگونه اصلاحات دقيقِ وقت‌گير و يا فرايندهاي وظيفه‌دار نمودن(که معمولاً منجر به عملکرد ناپايدار و غيرقابل‌تکرار مي‌گردند) است.
در اين تحقيق، دستة جديدي از الکترودهاي گرافني ساخته شده‌اند که مي‌توانند در بخش‌هاي متنوع و متعددي چون تحليل الکتريکي، آشکارسازي زيستي، ذخيره‌سازي يا تبديل انرژي مورد استفاده قرار گيرند و با همتاهاي نانولوله‌اي(از جنس نانولولة کربني) هم‌جهت عمودي خود رقابت کنند.
نتايج اين تحقيق در نشرية Journal of Advanced Functional Materials به چاپ رسيده‌است.