Shkencëtarët zhvillojnë nanomateriale duke përdorur një qasje nga poshtë-lart
Shkencëtarët nga Universiteti Friedrich Schiller Jena dhe Universiteti Friedrich Alexander Erlangen-Nuremberg, të dy Gjermani, kanë zhvilluar me sukses nanomateriale duke përdorur një të ashtuquajtur qasje nga poshtë-lart. Siç raportohet në revistën ACS Nano , ata shfrytëzojnë faktin se kristalet shpesh rriten në një drejtim specifik gjatë kristalizimit. Këto nanostruktura rezultuese mund të përdoren në aplikime të ndryshme teknologjike.
“Strukturat tona mund të përshkruhen si shufra si krimba me dekorime,” shpjegon Prof. Felix Schacher. “Në këto shufra janë ngulitur nanogrimca sferike ; në rastin tonë, kjo ishte silicë. Megjithatë, në vend të silicës, mund të përdoren gjithashtu nanogrimca ose gjysmëpërçues përçues – ose edhe përzierje, të cilat mund të shpërndahen në mënyrë selektive në nanokristale duke përdorur metodën tonë,” ai. shton. Prandaj, gama e aplikimeve të mundshme në shkencë dhe teknologji është e gjerë, duke u shtrirë nga përpunimi i informacionit deri tek katalizimi.
“Fokusi primar i kësaj pune ishte të kuptojmë metodën e përgatitjes si të tillë”, shpjegon kimisti. Për të prodhuar nanostruktura, shtjellon ai, ekzistojnë dy qasje të ndryshme: grimcat më të mëdha bluhen deri në madhësinë nanometër, ose strukturat ndërtohen nga komponentë më të vegjël.
“Ne donim të kuptonim dhe kontrollonim këtë proces ndërtimi,” përshkruan Schacher. Për këtë, ekipi përdori grimca individuale të dioksidit të silikonit, të njohura si silicë, dhe shartoi molekula polimerësh të ngjashme me zinxhirë si një lloj guaskë.
“Dikush mund ta imagjinojë atë si qime në një sferë,” shpjegon shkencëtari. Ai shton, “Këto qime janë bërë nga një material i quajtur “poli-(izopropil-oksazoline). Kjo substancë kristalizohet kur nxehet. Dhe kjo është ideja e metodës sonë: kristalet pothuajse kurrë nuk rriten në të gjitha drejtimet në të njëjtën kohë, por preferojnë një drejtim të caktuar. Kjo njihet si anizotropia. Kështu, ne ishim në gjendje të rritnim nanostrukturat tona qëllimisht.”
Gjatë këtij procesi, ekipi zbuloi një fenomen intrigues. “Që polimeri të kristalizohet, ai kërkon sasi të vogla që nuk janë të lidhura me një sipërfaqe grimce, por janë lirisht të pranishme në tretësirën e reaksionit, duke vepruar si një lloj ngjitësi. Ne zbuluam se sasitë e kërkuara janë aq të vogla saqë mezi dallohen Por ato duhen”, shton ai.
Schacher është veçanërisht i emocionuar për bashkëpunimin unik që bëri të mundur këtë hulumtim. “Pa bashkëpunimin e shkëlqyer me Prof Michael Engel nga Universiteti i Erlangenit, kjo punë nuk do të ishte realizuar”, thekson shkencëtari nga Jena.
“Me ndihmën e simulimeve kompjuterike që përshkruan sjelljen në shkallë të shumta, ne ishim në gjendje të zgjidhnim në mënyrë të ndërlikuar proceset molekulare komplekse që qëndrojnë në themel të formimit të nanostrukturave. Kjo ishte një sfidë emocionuese,” shton Engel.
Të dy shkencëtarët përfundojnë, “Ne patëm mundësinë të merrnim pjesë së bashku në një program të Institutit Kavli për Fizikën Teorike (KITP) në Universitetin e Kalifornisë në Santa Barbara në fillim të këtij viti. Gjatë këtij seminari, ne së bashku shkruam këtë dorëshkrim. Eksperimentet themelore sigurisht që ishte kryer paraprakisht — pjesërisht në kuadrin e qendrës së përbashkët kërkimore TRR 234 ‘CataLight’ të financuar nga Fondacioni Gjerman i Kërkimeve. Por atmosfera frymëzuese e seminarit na dha vrullin e nevojshëm për të përfunduar punën.”