ابداع روشی برای سنتز نانوساختارها با شکل و ساختار کنترل شده در دانشگاه تربیت مدرس

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از روابط عمومی ستاد نانو، در برخی از کاربردها نیاز به یک ساختار (مورفولوژی) خاص از یک ترکیب ضروری است. برای سنتز میکرو و نانو ساختارها با مورفولوژی‌های خاص و هدایت شده، روش‌های محدودی وجود دارد. از جمله‌ این روش‌ها می‌توان به روش مدولاسیون اشاره کرد.

به گفته‌ دکتر محمد یاسر معصومی، مجری طرح، در این کار پژوهشی سنتز کنترل شده‌ چارچوب‌های فلز-آلی بر پایه‌ فلز روی، با استفاده از روش مدولاسیون در ابعاد میکرو و نانو و با مورفولوژی‌های صفحه و میله‌ای شکل مد نظر قرار داشته است.

معصومی در ادامه افزود: «روش پیشنهادی منجر به سنتز سریع، هدفمند و هدایت شده چارچوب‌های فلز-آلی شد. لذا از این نتایج می‌توان برای تولید مواد نانوساختار با مورفولوژی خاص استفاده کرده و در صنایعی به ویژه صنعت الکترونیک از آن بهره برد».

البته چارچوب‌های فلزی - آلی به دلیل کاربردهای بالقوه خود در کاربردهای وابسته به ساختار، مانند ذخیره و جداسازی گاز، تبادل یونی، تجزیه و شناخت مولکولی و نیز تحویل دارو نیز اهمیت ویژه‌ای دارند.

این محقق در خصوص نحوه سنتز این نانوساختار عنوان کرد: «همانگونه که ذکر شد در این کار هدف استفاده از یک روش تولید نانوذرات بود که قابلیت هدایت و کنترل مورفولوژی را داشته باشد. برای دستیابی به این هدف از روش مدولاسیون و نیز پیریدین به عنوان یک عامل مسدود کننده (capping reagent) یا مدولاتور استفاده شده است. عامل مسدود کننده در حقیقت ترکیبی است که برای واکنش با مواد اصلی واکنش دهنده رقابت کرده و با انجام این رقابت، رشد را در راستایی خاص محدود می‌کند. بدین ترتیب رشد چارچوب فلز-آلی در جهتی خاص محدود شده و باعث هدایت و رشد ساختار در جهاتی دیگر می‌شود».

نانوساختارهای سنتز شده دارای مورفولوژی‌های میله‌ای و صفحه‌ای شکل هستند. در این تحقیق اثر تغییر در شرایط دمایی، زمانی و غلظت مواد اولیه، بر تغییر مورفولوژ‌ی‌ها مطالعه شده است. سپس عملکرد کاتالیستی مورفولوژی‌های میله‌ای و صفحه‌ای سنتز شده در یک واکنش کاتالیستی تراکمی ناوناگل (Knoevenagel) بررسی شد.

این واکنش واکنش تراکمی بین ترکیبات کربونیل دار با ترکیبات دارای متیلن فعال، برای تولید پیوند بین کربن-کربن و یکی از مهم‌ترین روش‌های تهیه آلکن‌های استخلافی است. طبق نتایج، در حالت میله‌ای شکل و در اندازه‌های نانو، سرعت واکنش کاتالیستی افزایش داشته است.

دکتر محمد یاسر معصومی، پژوهشگر فرا دکترای دانشگاه تربیت مدرس، دکتر سعیده بهشتی و دکتر علی مرسلی، عضو هیئت علمی دانشگاه تربیت مدرس در انجام این تحقیقات همکاری داشته‌اند.