نگاهي گذرا به اشکال کربن در مقياس نانو

[RAHA.G]

کربن عنصر شيميايي منفردي است که اتمهاي آن توانايي منحصربه‌فردي در متصل‌‌شدن به يکديگر و تشکيل انواع گسترده‌اي از مولکول‌هاي جذاب (از چند اتم کربن گرفته تا زنجير پيچيده‌اي از اتم‌هاي کربن) دارا هستند. اين قابليت موجب شده‌است تا بتوان مواد و مولکول‌هاي مختلف جديدي با کاربردهاي متنوع از آنها توليد نمود.
کشف اين نکته در دو دهه قبل که کربن علاوه‌برگرافيت و الماس مي‌تواند ساختارهاي منظم و محکم ديگري را هم تشکيل دهد، دانشمندان سراسر جهان را به تحقيق براي يافتن ساير شکل‌هاي ساختاري اتم کربن واداشت. به دنبال کشف فولرين در سال 1985 يافته کليدي ديگري در سال 1990 به‌دست آمد و آن عبارت بود از توليد کربن 60 C با استفاده از روش ساده قوس تبخيري و به دنبال آن توليد نانولوله‌هاي کربني چند‌جداره و تک‌جداره با همان روش.
همچنين در اوايل دهه 1990 نوع جديدي از ساختارهاي کربني به شکل کره‌هاي تو در تو (همانند عروسکهاي روسي) پديد آمدکه به‌دليل لايه لايه بودن، ساختارهاي نانوپيازي نام گرفتند. اخيرا سازمان ناسا با توجه به برتري فوق‌العاده خواص روا‌ن‌سازي نانو کربنهاي پوسته پيازي نسبت به روان‌کننده‌هاي معمولي، استفاده از آنها را مجددا در دستور کار خود قرار داده‌است.
نانوپيازها تنها بخشي از اشکال متنوع کربني بوده و به دنبال آن انواع مختلف ديگري از ساختارهاي کربني جديد از قبيل فولرين‌هاي ايندوهدرال، نانولوله‌هاي دسته فنجاني، نانوشاخکها، نانوحلقه‌ها، نانومهره‌ها و گرافن پدبد آمدند که همگي شکل‌هاي جديد و جذابي از کربن با خواص شناخته‌شده ‌فيزيکي و شيميايي هستند. ا ز اين ميان فولرين‌هاي ايندوهدرال (قفس‌هاي کربني که اتم‌ها يا مولکول‌هايي را در فضاي دروني خود کپسوله کرده‌اند) بيش از بقيه مورد توجه هستند. با تغيير ترکيب گاز خنک‌کننده مورد استفاده در فرآيند قوس احتراقي توليد فولرين، دسته جالب توجهي از ايندوهدرالهاي قالب‌دهي شده با نيتريدهاي سه فلزي به‌دست مي‌آيند. اين مواد با داشتن يک خوشه فلزي داخلي انواع متنوعي از قفس‌هاي کربني را توليد مي‌کنند که در روش‌هاي ديگر قابل دستيابي نيستند.
گرافن‌ها يا لايه‌هاي تک اتمي کربن، يکي ديگر از اشکال متنوع کربن بوده و از بزرگ‌ترين دستاوردهاي سال 2007 به شمار مي‌آيند. به کمک اين ماده مي‌توان حسگرهاي دقيقي با قابليت آشکارسازي حتي يک تک مولکول گاز ساخت.
به اين ترتيب ساختارهاي کربني نقش مهمي در آينده خواهند داشت. برا ي اطلاعات بيشتر در اين باره به مقاله‌اي که در شماره 13 ژوئن 2008 نشريه Materials Chemistry منتشر شده‌است مراجعه نماييد.

http://www.nano.ir/newstext.php?Code=4591