راه ترقی

آخرين مطالب

دستکاری نانولوله‌های کربنی مسیرهای تازه‌ای برای الکترونیک نسل آینده باز می‌کند دانش

دستکاری نانولوله‌های کربنی مسیرهای تازه‌ای برای الکترونیک نسل آینده باز می‌کند
  بزرگنمايي:

راه ترقی - ایسنا /این نانولوله‌ها که ظاهری شبیه به توری‌های سیمی دارند، ساختاری بسیار کوچک و در حد اتمی دارند، اما در آینده می‌توانند در ساخت تجهیزاتی همچون دوربین‌های دید در شب، حسگرهای حرکتی و سلول‌های خورشیدی با راندمان بالاتر مورد استفاده قرار گیرند. این پیشرفت، حاصل تحقیقاتی است که در دانشگاه دوک انجام شده است. نانولوله‌های کربنی برای اولین‌بار در اوایل دهه 1990 کشف شدند. این ساختارها از صفحات منفرد اتم‌های کربن تشکیل شده‌اند که به‌صورت استوانه‌ای لوله شده‌اند. ویژگی‌های استثنایی این نانولوله‌ها آنها را به یکی از مواد شگفت‌انگیز قرن تبدیل کرده است. این استوانه‌های ریز نه‌تنها استحکامی بیشتر از فولاد دارند، بلکه به‌اندازه‌ای نازک هستند که ضخامت 50 هزار عدد از آنها معادل یک تار موی انسان خواهد بود.
ویژگی منحصربه‌فرد دیگر این نانولوله‌ها، رسانایی بسیار بالای آنها در انتقال الکتریسیته و حرارت است. به همین دلیل، از مدت‌ها پیش، نانولوله‌های کربنی به‌عنوان جایگزینی برای سیلیکون در صنعت الکترونیک معرفی شده‌اند، زیرا امکان ساخت مدارهایی سریع‌تر، کوچک‌تر و کارآمدتر را فراهم می‌کنند.
با وجود این ویژگی‌های منحصربه‌فرد، تولید نانولوله‌هایی با خواص مشخص، چالشی بزرگ محسوب می‌شود. بسته به نحوه لوله شدن، برخی نانولوله‌ها ویژگی فلزی دارند، به این معنا که الکترون‌ها می‌توانند در هر سطح انرژی در آنها جریان یابند. اما این نوع نانولوله‌ها قابل خاموش و روشن شدن نیستند که این امر استفاده از آنها را در مدارهای دیجیتال محدود می‌کند. مدارهای دیجیتال، برای پردازش اطلاعات، نیازمند المان‌هایی هستند که بتوانند بین دو حالت صفر و یک تغییر وضعیت دهند، درست مانند ترانزیستورهای نیمه‌هادی مبتنی بر سیلیکون.
پروفسور مایکل تریان و تیم پژوهشی‌اش در دانشگاه دوک، راهکاری برای این چالش یافته‌اند. آنها موفق شده‌اند نانولوله‌های فلزی را که به‌صورت پیش‌فرض همیشه جریان را عبور می‌دهند، به نیمه‌هادی‌هایی تبدیل کنند که قابلیت خاموش و روشن شدن داشته باشند.
به گفته فرانچسکو ماستروچینک از محققان این پروژه، کلید این فرایند، استفاده از پلیمرهای خاصی است که از مولکول‌هایی با زنجیره‌های بلند تشکیل شده‌اند. این پلیمرها به‌شکلی منظم و مارپیچ‌گونه دور نانولوله‌ها پیچیده می‌شوند، درست مانند «پیچیدن یک روبان به دور یک مداد».
تحقیقات نشان داد که این تغییر کاملاً برگشت‌پذیر است. هنگامی که نانولوله با پلیمر پیچیده می‌شود، ویژگی الکترونیکی آن از حالت رسانا به نیمه‌هادی تغییر می‌کند. اما اگر پلیمر برداشته شود، نانولوله مجدداً به حالت فلزی بازمی‌گردد. محققان همچنین دریافتند که با تغییر نوع پلیمر مورد استفاده، می‌توان انواع جدیدی از نیمه‌هادی‌های نانولوله‌ای را طراحی کرد. این نیمه‌هادی‌ها تنها در شرایطی که مقدار مشخصی از انرژی خارجی به آنها اعمال شود، رسانایی پیدا می‌کنند.
به گفته پروفسور تریان، این روش «ابزاری ظریف و جدید» را برای طراحی نیمه‌هادی‌ها ارائه می‌دهد. هرچند هنوز راه زیادی تا تجاری‌سازی این فناوری باقی مانده است، اما این پژوهش اهمیت زیادی دارد، زیرا امکان طراحی نیمه‌هادی‌هایی را فراهم می‌کند که در مواجهه با طول‌موج‌های خاصی از نور، از جمله نور مادون قرمز، جریان الکتریکی تولید کنند.
در آینده، یافته‌های این تیم تحقیقاتی ممکن است در طراحی نانولوله‌هایی که گرمای منتشر شده به‌عنوان اشعه مادون قرمز را شناسایی می‌کنند، به‌کار رود. این فناوری می‌تواند برای تشخیص افراد یا وسایل نقلیه‌ای که در سایه پنهان شده‌اند، مورد استفاده قرار گیرد. به‌عنوان مثال، هنگامی که نور مادون قرمز، مانند نوری که از بدن موجودات خونگرم ساطع می‌شود، به این ترکیب نانولوله-پلیمر برخورد کند، یک سیگنال الکتریکی تولید خواهد شد.
به نقل از ستاد نانو، همچنین، این روش می‌تواند برای بهبود راندمان سلول‌های خورشیدی به‌کار گرفته شود. نیمه‌هادی‌های مبتنی بر نانولوله‌های کربنی می‌توانند طیف وسیع‌تری از طول‌موج‌های خورشیدی را به برق تبدیل کنند و در نتیجه، انرژی بیشتری از نور خورشید استخراج شود.
علاوه بر این، به‌دلیل ساختار مارپیچی پوشش پلیمری روی سطح نانولوله‌ها، این مواد می‌توانند گزینه‌ای ایده‌آل برای فناوری‌های جدید محاسباتی و ذخیره‌سازی داده‌ها باشند؛ فناوری‌هایی که نه‌تنها از بار الکتریکی، بلکه از چرخش الکترون‌ها برای پردازش و انتقال اطلاعات بهره می‌برند.

لینک کوتاه:
https://www.rahetaraghi.ir/Fa/News/1047010/

نظرات شما

ارسال دیدگاه

Protected by FormShield
مخاطبان عزیز به اطلاع می رساند: از این پس با های لایت کردن هر واژه ای در متن خبر می توانید از امکان جستجوی آن عبارت یا واژه در ویکی پدیا و نیز آرشیو این پایگاه بهره مند شوید. این امکان برای اولین بار در پایگاه های خبری - تحلیلی گروه رسانه ای آریا برای مخاطبان عزیز ارائه می شود. امیدواریم این تحول نو در جهت دانش افزایی خوانندگان مفید باشد.

ساير مطالب

بحران مالی فولکس‌واگن را به سمت تولید سلاح کشاند

ورود تیم ملوان بندرانزلی به استادیوم آزادی برای تقابل با پرسپولیس

ادامه ساخت و ساز در استادیوم آزادی؛ تخریب سکوها برای بازسازی

ورود اتوبوس تیم پرسپولیس و تیم داوری به استادیوم آزادی

شادی گل جالب برابر هوادار و تیراندازی فخریان

حضور حسین بادامکی و پیمان حدادی در استادیوم آزادی

اعلام ترکیب تیم‌های اصلی تیم‌های پرسپولیس و ملوان

جای خالی کاپیتان مقابل تراکتور پر می‌شود

حال هوای ورزشگاه آزادی پیش از شروع بازی پرسپولیس و ملوان

پاسخ روحانی به متهم کردنش به‌عنوان بانی قطعی برق‌ها؛ کسانی که تغییر ساعت را به هم زدند، باعث قطع برق شدند

معاون عراقچی: در اکتبر نباید اسنپ‌بکی داشته باشیم

برگزاری میز خدمت ویژه خانواده‌های شهدا و ایثارگران در نماز جمعه شهرستان رودان

سخنرانی مدیر کل بنیاد سمنان در مراسم نماز جمعه به مناسبت بزرگداشت روز شهید

لزوم حفظ و انتقال فرهنگ ایثار و شهادت به نسل‌های آینده

چهره ها/ عکسی بدون ادیت از هانیه توسلی در 45 سالگی

صحنه ای جالب از خون بازی «داکوتا جانسون» در یک فیلم

سحری بردن شازده برای بی‌بی خانم

روحی که مراسم تغسیل و تدفین خود را دید

استقبال مریلا زارعی از تماشاگران «موسی کلیم الله» در قم

آهنگ «کجایی» با صدای رضا بهرام

مواد محترقه، جان نوجوان 14 ساله را گرفت

همکاری ستاره‌شناس ایرانی با ناسا در پروژه مشترک عکاسی زمین و فضا /عکس

ما زیبایی رو الان به شکل اعتباری میبینیم!

رئیس اتاق اصناف تهران: کالاهای عرضه‌شده در نمایشگاه‌های بهاره بی کیفیت نیستند

پیش‌بینی بازار خودرو در آخرین هفته سال 1403

سود 4 میلیونی سهام عدالت تکذیب شد

گواردیولا: از خاطراتم در منچسترسیتی می‌توانم دو کتاب بنویسم

دلافوئنته: از من درباره پنالتی اتلتیکو نپرسید

ادعای جنجالی روزنامه‌نگار برزیلی در خصوص نیمار!

شاید وینی به ویارئال نرسد!

پرسپولیسی‌ها گران‌ترین بلیت ایران را تمام کردند

بالاتر از اشلوت؛ مویس مربی ماه انگلیس شد

پاسخ توخل به جنجال دعوت از ستاره سابق لیورپول

گسترش امپراتوری؛ امباپه نوبت قایقرانی شد

مهابادی سرمربی شهر راز شیراز شد

گواردیولا: بابت حذف از سی‌ال اصلا ناراحت نیستم!

قالیباف: توزیع کالابرگ الکترونیک هر ماه انجام می‌شود

بیانیه روسیه درباره نشست سه‌جانبه پیرامون برنامه هسته‌ای ایران

روایت «غریب‌آبادی» از نشست سه‌جانبه ایران، روسیه و چین

همه تصاویری که از سریال «پایتخت7» موجود است

ترکیب پژمان جمشیدی و امیر جعفری شیرین و درست بود

بیوگرافی سارا روستاپور مجری برنامه کودک معروف به «خاله سارا»

آهنگ محلی «بافه گل» با صدای فرهاد بختیاروند

سقوط مرگبار پاراگلایدر تفریحی در شیراز

سیاره سرخ، آبی شد / یک عکس بی‌نظیر از ماه مرموز مریخ

شاعرانه/ به باطن همچو عقل کل، به ظاهر همچو تنگ گل

خروج بنیاد مستضعفان از بنگاه‌‏داری؟

کاهش ساعات کاری بخش خصوصی؛ فشار مضاعف به تولید

انتشار سری جدید ایران‌چک 200 هزار تومانی

مصاحبه بازیکنان سپاهان علیه داور کار دست شان داد