یک گروه تحقیقات سنگاپوری با استفاده از روش خودآرایی موفق به تولید ساختارهای تک بلوری از جنس کربنات کلسیم شده که این ساختارهای نانولوله‌ای برای تولید صدف مصنوعی مناسب است.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، مواد طبیعی معمولا دارای خواص قابل توجهی هستند، به‌ طوری که دانشمندان را ترغیب می‌کنند تا برخی نانوکامپوزیت‌ها را با تقلید از این مواد سنتز کنند. این کار تلاشی است برای رسیدن به دستاورد طبیعت و درک مکانیسم‌های مورد استفاده در این مواد طبیعی. یکی از بهترین مثال‌ها در این حوزه صدف است، پوسته‌ای که لایه خارجی برخی جانداران نظیر حلزون را تشکیل می‌دهند.

تشکیل این صدف ماحصل تکاملی چند میلیون ساله است که در نهایت ساختار بهینه شده فعلی به‌ دست آمده است. تا کنون روش‌های متعددی برای ساخت این صدف‌ها ارائه شده است. تمام این روش‌ها به محصولاتی ختم شده که دارای برخی خواص صدف است.

صدف ماده‌ای است که 95 درصد از ساختار آن را کربنات کلسیم تشکیل می‌دهد و پنج درصد باقیمانده مواد آلی است. همان‌طور که در تصویر دیده می‌شود نانولوله‌های کربنات کلسیم تک بلوری به مواد آلی پیوند می‌خورد. وجود این ساختار و چیدمان دوره‌ای برای رسیدن به خواص مکانیکی بالا ضروری است.

در طول دهه‌های گذشته، محققان درصدد تقلید از این ساختار برآمدند، آنها تحقیقات بسیاری را روی این موضوع انجام دادند تا بتوانند ساختار‌های آجری‌ شکل ایجاد کنند. آنها امیدوار بودند که درک بهتری از تشکیل ساختارهای مورد نیاز برای تشکیل صدف پیدا کنند، با این کار امکان پیشرفت‌های جدید در فناوری مواد و کاربردهای مربوط به آن فراهم می‌شود.

«چون ژانگ» استاد رشته مهندسی زیست مولکولی در دانشگاه ملی سنگاپور می‌گوید: کربنات کلسیم مدت‌هاست که به‌ عنوان یک ماده شیمیایی منحصر به‌ فرد که شباهت زیادی به صدف دارد، شناخته شده است. تا کنون پژوهشگران موفق شده‌اند فیلم‌های چندبلوری کربنات کلسیم (کلسیت) را تولید کنند. با رشد سریع فناوری نانو، می‌توان انتظار داشت که به‌ زودی صفحات کربنات کلسیم به مقادیر انبوه تولید شود، صفحاتی که دارای شباهت زیادی به صدف‌های طبیعی هستند. این کار با استفاده از روش‌های محلولی امکان پذیر است.

اخیرا یک گروه تحقیقاتی در دانشگاه ملی سنگاپور موفق به ارائه روشی برای سنتز تک بلورهای نانومقیاس کربنات کلسیم شده است. این روش که در مقاله‌ای تحت عنوان «Calcium Carbonate Nanotablets: Bridging Artificial to Natural Nacre» در نشریه «Advanced Materials» به چاپ رسیده، برای تولید انبوه مناسب است.

در این پروژه از روش خودآرایی تحریک شده توسط تبخیر در خلا استفاده شده است که با استفاده از آن می‌توان فیلم‌هایی با ساختار از پیش تعیین شده و خواص مکانیکی منحصر به‌ فرد تولید کرد.

انتهای پیام