المپياد جهاني فيزيك
 پيوندهاي المپياد فيزيك
 
 نانولوله‌ها (مسابقه‌ي شماره‌ي 91)
نانولوله‌ها (مسابقه‌ي شماره‌ي 91)زنگ تفريح فيزيك
تحقيق و تجربه
 
نانولوله‌ها





مقدمه

نانولوله‌ها تا زماني كه خيلي كوچك هستند الكتريسيته را انتقال مي‌دهند و براي اتصال دادن سيم‌هايي كه موجب اندازه‌گيري‌هاي الكتريكي مي‌شود، ساده نيست. (تصوير 1) اتصال الكتريكي را بالاي طول نانولوله‌ نشانم مي‌دهد و نتيجه‌ي اندازه‌گيري‌ها نشان مي‌دهد كه بعضي از نانولوله‌ها همانند فلزهايي چون مس رسانا هستند و بقيه مانند سيليكون؛ يعني ماده‌ي ترانزيستور مي‌باشند. ايده‌ي ساختار ترانزيستورها و كامپيوترهاي غيرمتداول نانولوله‌اي انگيزه‌ي زيادي را براي دانشمندان ايجاد كرده است.


تصوير 1- كابل تنگستن (قهوه‌اي روشن)
باعث ايجاد تماس الكتريكي با نانولوله مي‌شود؛
نقاط تماس‌ حدود 80 ميكرون پهنا دارند.
نتيجه‌ي اندازه‌گيري‌ها نشان مي‌دهد كه برخي از
نانولوله‌ها رسانا هستند(مانندسيم مسي)،
و بقيه نيمه‌رسانا هستند(مانند سيليكون)
 كه ماده مورد استفاده در ترانزسيتورهاست.


تحقيقات بسياري تمركزيافته براي يافتن راهي جهت كنترل قابليت انتقال در نانولوله‌ها. دستاوردهاي اميدبخش براي پركردن نانولوله‌ها با فلورين هاي كروي (buckyball) وجود دارد كه در واقع ساختار جديدي از كربن است كه به‌صورت كپسول در آمده عبارت زيباي «پيپُدهايي در ابعاد نانو» (Nanoscopic peapod) براي آن انتخاب شده است. تعداد فلورين‌هاي كروي و مكان آن‌ها ويژگي‌هاي الكتريكي پيپُد‌ را تعيين مي‌كند، كه گام مهمي براي تجهيزات الكترونيكي كار آمد مي‌باشد (تصوير را ببينيد).


تصوير2 - نانولوله‌ي پر شده از buckyball
الگوي موجي چگالي الكترون را نشان مي‌دهد.

اگرچه ترانزيستورهاي نانوله‌اي ساخته شده‌اند، ولي هنوز كاربرد ندارند؛ چراكه هنوز نمي‌توانند به تعداد زياد آن‌ها را به‌هم متصل كرد. مثلاً 50 ميليون ترانزيستور روي يك تراشه‌ي پردازشگر رايانه‌هاي پيشرفته. به هرحال نانولوله‌ها كانديدايي براي جايگيزيني سيليكون هستند چراكه مي‌خواهيم ترانزيستورهاي كوچك‌تري بسازيم.

نوع ديگري از كاربرد الكتريكي آن، زماني‌ست كه به مجموعه‌اي از نانو‌لوله‌ها در خلأ ولتاژ اعمال مي‌شود و نانولوله‌ها تجمعي از الكترون‌ها را همانند پخش شدن آن‌ها در فضا ايجاد مي كنند. اگر اين نانولوله ها درون فسفر قرار گيرند، لوله‌ي شيشه‌اي روكش شده، ولتاژ اعمال ‌شود، نانولوله‌ها الكترون را پخش كرده، و آن‌ها نيز به فسفر ضربه زده و آن را مشتعل مي‌كند (مانند يك لامپ فلوئورسنت). تصوير 3 يكي از لامپ‌‌هاي نانولوله‌اي را نشان مي‌دهد. اين تأثير ممكن است موجب استفاده‌ از صفحه‌ي نمايش رنگي تخت ويديويي شود.

تصوير 3- نانولوله در ميدان الكتريكي
 الكترون‌ها را پخش مي‌كند. در اين آزمايش
اين الكترون‌ها به پوشش فسفر درون
لوله‌ي شيشه‌ي روكش شده، اصابت كرده
و آن را روشن مي‌كند.
 

تصوير 4- حصير نانولوله در دوده‌ي 
 كربني كه تخليه‌ي الكتريكي شده است.

تصوير 5- رشد نانولوله به‌صورت آرايه‌اي.



با پيشرفت بعضي از اين كاربردها مي‌تواند انگيزه‌ باشد براي كار بروي تك نانولوله‌ها. وقتي به صورت سياه است، در واقع آن‌ها قسمتي از يك جسم درهم پيچيده است؛ همچنانكه در تصوير 3 نشان داده مي‌شود. اما اكنون نانولوله‌ها به‌صورت آرايشي منظم مي‌توانند توليد شوند، كه در تصوير سمت راست نشان داده شده است كه ساختمان ساده‌اي تجهيزات تك نانولوله‌ مي‌باشد. منتظر اخبار جديدي از كاربردهاي نانو باشند.

تصوير 6- دو نانولوله كه يكي خميده شده است.

1387/8/1لينک مستقيم

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 
 المپياد فيزيك

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد فيزيك
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  1597
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  1597