تولید آزمایشگاهی نانوذراتی با خواص نوری عالی در پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای

به گزارش گروه علم و فناوری نانو به نقل از روابط عمومی ستاد نانو، نانوذرات کلوئیدی اکسید آلومینیوم در حوزه‌ها و صنایع مختلفی از جمله هوافضا، لیزر، سلول‌های خورشیدی، ساخت ترانزیستورها و نانوپزشکی کاربرد دارند. در بین شکل‌های مختلف، شکل کلوئیدی آنها از قابلیت‌ها و ویژگی‌های درخور توجهی برخوردار است و شکل، اندازه و خواصی که از آنها در مقیاس نانو انتظار می‌رود به خوبی قابل کنترل است.

تاکنون تحقیقاتی در زمینه تولید نانوذرات کلوئیدی اکسید آلومینیوم با پایداری مناسب در شکل، خواص و سایر مشخصه‌ها در ایران صورت نگرفته است.

به گفته دکتر مرتضی ساسانی قمصری، مجری طرح، یکی از مهم‌ترین چالش‌های پیش روی تولید نانومواد، پایداری خواص آنها در دراز مدت است. ریشه این مشکلات در اختلاف زیاد بین انرژی سطحی و حجمی نانوذرات است. این سد انرژی در کنار عواملی همچون اختلاف دانسیته بار الکتریکی سطحی، نوع و دانسیته اتم‌های سطحی که متأثر از شکلواره ذرات بوجود آمده است، باعث می‌شود تا به سادگی نتوان به یک کلوئید پایدار رسید.

این موانع در کنار موانعی همچون پیدایش کمپلکس‌های پایدار شیمیایی در شرایط غیر کنترل شده، مانع پیدایش نانوذرات کلوئیدی آلومینا شده و لذا انتخاب یک روش مطمئن برای حصول نتیجه مطلوب کار مهمی است.

در این طرح از روش سل-ژل برای تهیه نانو ذرات اکسید آلومینیوم استفاده شده است. جهت دستیابی به بهترین نتایج، ابتدا بهینه سازی شرایط انجام این فرایند صورت گرفته است. سپس پایدارسازی سل تهیه شده از این ماده مورد آزمایش و بررسی قرار گرفته است. برای بررسی نانوذرات تهیه شده از روش‌های مختلفی نظیر دستگاه‌های FTIR,XRD، SEM، PL و HRTEM استفاده شده است.

بدین ترتیب نانوذراتی تولید شده است که از یک طرف، از پایداری بسیار بالایی برخوردار بوده و از طرف دیگر، خواص نوری مناسبی دارند و می‌توان از آنها در تولید تجهیزات نوری استفاده کرد.

تصویر میکروسکوپ الکترونی به همراه طیف نشری از ذرات کلوئیدی اکسید آلومینیم

با توجه به خاصیت نوری قابل ملاحظه نانوذرات تولید شده انتظار می‌رود با تکمیل آزمایش‌ها و دستیابی به تولید انبوه این نانوذرات بتوان گام مؤثری در توسعه فناوری نانو در حوزه پزشکی، الکترونیک و فتونیک برداشت.

این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر مرتضی ساسانی قمصری، دکتر عباس مجد آبادی، اعضای هیئت علمی پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، دکتر محمد حسین مجلس آرا، عضو هیئت علمی دانشگاه خوارزمی، محمد رضا گائینی و پژوهشگرانی از دانشگاه یون سئی کره جنوبی است.