محققان در پیشرفتی قابل توجه در حوزه علوم مواد برای نخستین بار به طور موفقیت آمیز نانوتیوب های فلزی سولفید نیوبیوم با ویژگی های ثابت و قابل پیش بینی باکمک یک ماده ساده ابداع کردند.

به گزارش خبرگزاری مهر، گروهی از محققان بین المللی با استفاده از نمک طعام توانستند به این پیشرفت دست یابند. به گفته محققان چنین دستاوردی زمینه را برای توسعه دستگاه های الکترونیکی سریع تر، سیم های ابررسانای کارآمدتر و فناوری های کوانتومی آینده فراهم می کند.

دربیانیه محققان در این باره آمده است: یک هدف مهم در حوزه تحقیقات مواد نانو، توسعه نانوتیوب های فلزی با ویژگی های با ثبات است که احتمالاً به توسعه دستگاه های الکترونیکی سریع تر و انتقال کارآمدتر برق منجر می شود و همزمان پیشرفت های احتمالی در حوزه رایانش کوانتومی را ممکن می کند.

نانوتیوب ها ساختارهای بسیار ریز سیلندری شکل هستند و با پیچیدن ورقه های اتم ها به وجود می آیند. این لوله های توخالی به دلیل ابعاد کوچک شأن رفتاری متمایز از مواد حجیم تر نشان می دهند. نانوتیوب ها ممکن است از فولاد قدرتمندتر اما از پلاستیک سبک تر باشند، رسانای گرما هستند و الکتریسیته را با حداقل مقاومت جابه جا می کنند. در برخی موارد آنها تأثیرات کوانتومی خارق العاده ای از خود نشان می دهند. این ویژگی های خارق العاده سبب می شوند نانوتیوب ها گزینه ای نوید بخش برای نسل آینده فناوری ها در حوزه های الکترونیک، انرژی و تحقیقات کوانتومی باشد.

به گفته محققان دانشگاه پنسیلوانیا ویژگی های نانوتیوب ها را می توان به طور خاص با گزینش ترکیب اتم ها تنظیم کرد. چنین قابلیت تنظیمی سبب علاقه زیاد محققان به ایجاد نانولوله های دی سولفید نیوبیوم، یک شکل فلزی واقعی با پتانسیل پیشرفت در الکترونیک پرسرعت و ابررسانایی، شده است.

محققان این پروژه توانسته اند به طور موفقیت آمیز دی سولفید نیوبیوم، فلزی که شکل توده ای آن قابلیت های ابررسانایی را نمایش می دهد را به نانوتیوب هایی با عرض یک میلیاردم متر تبدیل کنند.

آنها با استفاده از ورقه های ساخته شده از کربن و نانوتیوب های نیترید بورون به طور موفقیت آمیز ساختار لوله ای شکلی از این ماده ایجاد کردند که دستاورد مهمی به حساب می آید زیرا چنین موادی به طور معمول در حالت ورقه ای مسطح وجود دارند. پژوهشگران زمانی به این پیشرفت دست یافتند که نمک طعام را در مرحله ای حیاتی از فرایند اضافه کردند که باعث شد فلز به جای پخش شدن، به دور الگو بپیچد و پوسته های نانولوله ای پایدار تشکیل شود.

نانوتیوب های حاصل به طور غیرمنتظره ای عمدتاً به صورت ساختارهای دولایه، شبیه جفت استوانه های تو در تو، تشکیل شدند. این پیکربندی از نظر انرژی مطلوب به نظر می رسید، به طوری که الکترون ها بین لایه ها حرکت می کردند و ساختار را بسیار شبیه یک خازن در مقیاس اتمی تثبیت می کردند. مدل های رایانشی نیز از این مکانیسم پشتیبانی کردند که نشان می داد تعامل بین لایه ها کلیدی برای حفظ یکپارچگی نانوتوب ها است.