پژوهش

 پژوهشگر ایرانی نانوفن‌آوری با ابداع روشیجدید برای نخستین بار در جهان موفق به تولید نانوذرات فلزی به کمک پیوندهای کربن ـفلز شد.
 
  روش ابداعی دکتر فخرالدین میرخلف، عضو هیات علمیدانشگاه کاشان و پژوهشگر گروه الکتروشیمی دانشکده شیمی دانشگاه «لیورپول» انگلستانکه در قالب مقاله‌ای در ژورنال جامعه شیمی آمریکا به چاپ رسیده، طی دو سه ماه اخیراز پرخواننده ترین مقالات سایت الکترونیکی این مجله بوده و مورد استقبال محققاننانوتکنولوژی جهان قرار گرفته است.
دکتر میرخلف درباره روش ابداعی تهیهنانوذرات فلزی اظهار داشت: در روش جدید برای اولین بار از پیوندهای کربن ـ فلز،برای تولید نانوذرات فلزی استفاده شده است. این روش در واقع تکمیل روش ابداعیپرفسور «ماتیاس براست» در دانشگاه لیورپول است که حدود ۱۰ سال پیش برای اولین بارموفق به تولید نانوذرات طلا در فاز آلی شد.
وی خاطر نشان کرد: مبنای روش پرفسوربراست این بود که یون‌های طلا بعد از انتقال از فاز آبی به فاز آلی احیاء شده و پستوسط مولکول‌های حاوی گروههای تیولی در فاز آلی پایدار می‌شوند. این روش کاربردهایوسیعی داشته و تاکنون مقالات متعددی بر اساس آن ارائه شده است. تولید نانوذرات طلادر فاز آلی از آنجا حائز اهمیت است که اولا پایداری نانوذرات در فاز آلی فوق العادهبیشتر از فاز آبی بوده و حتی تا چند ماه هم پایدار می‌مانند و ثانیا در فاز آلی باتوجه به امکان پیوند گروه‌های عاملی متعدد به نانوذرات طلا از طریق گروههای تیولیاین نانو ذرات دارای کاربردهای بسیار گسترده‌ای خواهند بود.
دکتر میرخلف خاطرنشان کرد: در روش ابداعی که ضمن برخورداری از مزیت‌ها و کاربردهای روش پرفسور «براست» کاربردها و مزایای بیشتری نسبت به آن داشته و محدودیت‌های آن روش را نیزندارد از ترکیبات تیولی که چند محدودیت و مشکل عمده در پی دارند، استفاده نشده است. مشکل عمده آن روش محدودیت آن به تولید نانوذرات طلا و تا حدودی نانوذرات پلاتین بودولی روش ابداعی ضمن این که مشخصا در تولید نانوذرات طلا و پلاتین استفاده می‌شودبرای تعداد دیگری از فلزات هم کاربرد دارد که تحقیق در زمینه این فلزات ادامه دارد. علاوه بر آن با این روش موفق به تولید نانوذرات آلیاژ طلا - پلاتین شدیم که حتیمی‌توان درصد این آلیاژ را کنترل کرد.
وی افزود: مشکل دیگر روش براست پایدارینه چندان زیاد مولکول‌های تیولی است که اکسیده شده و به ناپایداری و رسوب سریعنانوذرات منجر شوند.
دکتر میر خلف تصریح کرد: در روش جدید برای پیوند نانوذراتاز انتهای تیولی استفاده نشده و پیوند مستقیم کربن ــ فلز برقرار شده که صحت اینمساله با روش‌های مختلف اثبات شده و برای اولین بار در دنیا در مقاله‌ای در مجلهمعروف Journal of the American Chemical Society گزارش شده است.
وی خاطر نشانکرد: اساس روش جدید مبتنی بر احیاء ترکیبات دی آزونیوم است که ترکیبات آلی شناختهشده‌ای هستند که در سالهای اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند و مشخص شده اگر اینترکیبات را به صورتی احیاء کنیم، گروه دی آزو به صورت ازت خارج شده و مولکول باقیمانده رادیکال فعالی است که می‌تواند سریعا با گروه‌های عاملی مختلف واکنش داده وبه آنها متصل شود.
این ترکیبات قادرند در واکنش با سطوح فلزی پیوند قوی و بسیارپایدار کربن ــ فلز ایجاد کنند و به این ترتیب می‌توان گروههای عاملی مختلف را رویسطوح جامد تثبیت کرد.
دکتر میرخلف با اشاره به این که این پدیده قبلا گزارش شدهاست، اظهار داشت: گروه تحقیقاتی ما در دانشگاه لیورپول مقداری روی کاربردهای آن درالکتروکاتالیست‌ها خصوصا برای احیای اکسیژن در پیل‌های سوختی کار کرده و هدف پروژهای که خودم چند سال در آن دانشگاه روی آن کار کردم، احیاء انتخابی اکسیژن تا مرحلهایجاد آب اکسیژنه بود که طی آن ترکیبات مختلف را روی سطوح الکترود باند کردیم و ازآن به عنوان الکتروکاتالیست استفاده کردیم. در ادامه این تحقیقات این ایده مطرح شدکه شاید ترکیبات دی آزونیوم که روی سطوح الکترودی (جامد) چنین خاصیتی دارند،بتوانند در مورد نانوذرات فلزی هم به همین ترتیب عمل کنند.
پژوهشگر ایرانیدانشگاه لیورپول خاطر نشان کرد: خوشبختانه آزمایشگاه‌های انجام شده صحت این مسالهرا نشان داد و توانستیم ترکیبات مختلف دی آزونیوم را روی نانوذرات طلا و پلاتین ونانوآلیاژهای طلا ــ پلاتین تثبیت کرده و این نانوذرات را با پایداری بسیار بالاتراز نانوذرات تولیدی با روش تیولی در فاز آلی تهیه کنیم که بعد از چند ماه همچنانپایدارند.
دکتر میرخلف درباره تفاوت سازوکار این روش با روش مرسوم تصریح کرد: اساس روش «ماتیاس براست» به این صورت است که یون‌های طلا را توسط یک معرف انتقال ازفاز آبی به باز آلی منتقل کرده و سپس با استفاده از ترکیبات تیولی آنها را بهنانوذرات فلزی احیاء می‌کنند؛ در ادامه این نانوذرات با ترکیبات تیولی احاطه شده واز رشد بیش از حد و رسوب کردن آنها جلوگیری می‌شود ولی در تکنیک ما اساسا از معرفانتقال فاز استفاده نمی‌شود و خود ترکیب دی آزونیوم نقش معرف انتقال فاز را ایفاءمی‌کند و بعد از این که یون‌های فلزی را به فاز آلی منتقل کرده و آنها را با یکاحیاء کننده شیمیایی احیاء کردیم، ترکیبات دی آزونیوم که همزمان با یونهای طلا یاپلاتین احیاء می‌شوند، به نانو ذرات فلزی متصل شده و نهایتا نانوذرات پایدار ایجادمی‌شوند.
وی خاطر نشان کرد: با این روش نانوذرات طلا به اندازه ۸ نانومتر ونانو ذرات پلاتین با اندازه ذرات ۳ تا ۴ نانومتر را تولید کرده‌ایم که آزمایشهایبعدی نشان داد که می‌توانیم اندازه ذرات را با تغییر نسبت ترکیبات دی آزونیوم وغلظت ذرات فلز کنترل کنیم.
این پژوهشگر نانو فن‌آوری که از چند سال پیش بهعنوان عضو هیات علمی دانشگاه کاشان در قالب یک ماموریت پژوهشی به دانشگاه لیورپولانگستان رفته در پایان گفت‌وگو با ایسنا اظهار داشت: به عقیده من روش جدید که مقالهمربوط به آن با استقبال محققان نانو فن‌آوری و دنیا مواجه شده آینده بسیار خوبیداشته و فضای پژوهشی وسیعی را ایجاد کرده است که امیدوارم بتوانم این تحقیقات را درداخل یا خارج کشور پیگیری کنم.

 

/ 0 نظر / 20 بازدید