ساخت نانکریستال‌های جدید با نمک مذاب

به گزارش خبرنگار علمی و فناوری خبرگزاری برنا، تحقیقات جدید نشان داده‌اند که جایگزینی حلال‌های آلی با نمک مذاب امکان ساخت نانکریستال‌هایی را فراهم کرده که پیش‌تر غیرقابل تصور بودند. این کشف نه تنها مرزهای علم محض را گسترش داده، بلکه کاربردهای عملی مهمی در فناوری‌های نوین، از جمله لیزرها، تلویزیون‌های کوانتومی QLED، سلول‌های خورشیدی، دستگاه‌های پزشکی و سایر فناوری‌های الکترونیکی دارد.

در این تحقیق که به تازگی در مجله ساینس منتشر شده، پژوهشگران یک تکنیک جدید برای رشد نانکریستال‌ها معرفی کرده‌اند که علاوه بر بهبود روش‌های سنتی، به آن‌ها این امکان را داده تا مواد شیمیایی جدید و بالقوه کاربردی را کشف کنند. این روش نوآورانه که با استفاده از نمک مذاب به جای حلال‌های آلی سنتی انجام می‌شود، راه را برای تولید نانکریستال‌هایی با ویژگی‌های جدید باز کرده است.

چرا نمک مذاب؟

نقاط کوانتومی نوعی نانکریستال‌های نیمه‌رسانا هستند که نه تنها در حوزه علم مواد تأثیر زیادی دارند، بلکه در فناوری‌های مختلف کاربردهای گسترده‌ای پیدا کرده‌اند. از این رو، پژوهشگران بر روی روش‌های جدید تولید این نانکریستال‌ها تمرکز دارند. پیش از این، بیشتر تحقیقات بر روی ترکیب‌های خاصی از عناصر جدول تناوبی (مواد II-VI) برای ساخت نقاط کوانتومی انجام شده بود، اما مواد دیگر مانند آنچه در گروه‌های سوم و پنجم جدول تناوبی قرار دارند، برای سنتز نقاط کوانتومی به دلیل نیاز به دماهای بسیار بالا، قابل استفاده نبودند.

در این مطالعه، تیم تحقیقاتی از دانشگاه شیکاگو به سرپرستی پروفسور دیمیتری تالاپین، برای اولین بار از نمک مذاب (که همان نمک پخت سیب‌زمینی است) به عنوان محیطی برای سنتز نانکریستال‌ها استفاده کردند. نمک مذاب قادر است دماهای بالا را تحمل کند و به این ترتیب امکان دسترسی به مواد جدید که پیشتر برای ساخت نقاط کوانتومی قابل استفاده نبودند، فراهم می‌شود. این کشف به پژوهشگران این فرصت را می‌دهد که نانکریستال‌های جدید با ویژگی‌های شگفت‌انگیز بسازند.

پیشرفت‌های شگرف در علم کوانتوم

برای بسیاری از پژوهشگران تیم، این کشف چیزی فراتر از یک پیشرفت تکنیکی است. این یافته نشان‌دهنده امکان سنتز مواد جدید در سطح نانو است که می‌تواند زمینه‌ساز توسعه فناوری‌های جدید در زمینه‌های مختلفی همچون کامپیوترهای کوانتومی، دستگاه‌های الکترونیکی سریع‌تر و کارآمدتر و حتی سلول‌های خورشیدی و لیزرهای نیمه‌رسانا باشد.

اران رابانی، استاد دانشگاه کالیفرنیا برکلی و یکی از نویسندگان این مقاله گفت: اگر ماده‌ای از دنیای نانو وجود داشته باشد که تأثیر عمیقی بر جامعه داشته است، آن نقاط کوانتومی هستند. این تیم تحقیقاتی همچنین به این نکته اشاره کرده‌اند که با استفاده از نمک مذاب به عنوان محیط رشد، امکان تولید نانکریستال‌های جدید که پیش از این غیرممکن به نظر می‌رسیدند، فراهم شده است.

آغاز یک دوره جدید در علم نانو

این کشف همچنین گامی بزرگ در علم مواد و نانو تکنولوژی است. به گفته جاستین آندری، نویسنده اول این مقاله، «این تکنیک جدید به پژوهشگران این امکان را می‌دهد که نانکریستال‌هایی بسازند که قبلاً تنها در حد نظریه باقی مانده بودند. این پیشرفت می‌تواند درهای جدیدی را به سوی فناوری‌های آینده باز کند».

در نهایت، این پژوهش می‌تواند به یک تغییر پارادایم در نحوه نگاه به نانو مواد و نحوه سنتز آن‌ها منجر شود. این امر به طور مستقیم بر توسعه فناوری‌هایی که اکنون در حوزه‌هایی نظیر الکترونیک، انرژی، پزشکی و دیگر علوم مهندسی کاربرد دارند، تأثیر خواهد گذاشت.

به گفته ریچارد دی. شالر، یکی از همکاران این پروژه، «این پیشرفت به پژوهشگران این امکان را می‌دهد که به کشف و توسعه مواد جدیدی پرداخته که قبلاً به دلیل محدودیت‌های تکنیکی دست نیافتنی بودند».

این کشف همچنین نشان‌دهنده شروع یک عصر جدید در علم نانو است، همان‌طور که پیشرفت‌های گذشته در مواد مختلف مانند برنز یا آهن تاریخ بشری را دگرگون کردند، این کشف نیز می‌تواند به عنوان نقطه عطفی در توسعه فناوری‌های نوین شناخته شود.

انتهای پیام/