پژوهشگر ایرانی نانوفناوری با ابداع روشی جدید برای نخستین بار در جهان موفق به تولید نانوذرات فلزی بهکمک پیوندهای کربن، فلز شد. بهگزارش خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، روش ابداعی «دکتر فخرالدین میرخلف»، عضو هیأت علمی دانشگاه کاشان و پژوهشگر گروه الکتروشیمی دانشکدهی شیمی دانشگاه «لیورپول» انگلستان - که در قالب مقالهای در مجلهی «انجمن شیمی امریکا» چاپ شده طی دو سه ماه اخیر از پرخوانندهترین مقالههای سایت الکترونیکی این مجله بوده و مورد استقبال محققان نانوتکنولوژی جهان قرار گرفته است. «دکتر میرخلف» دربارهی روش ابداعی تهیهی نانوذرات فلزی اظهار داشت: در روش جدید برای اولین بار از پیوندهای کربن، فلز برای تولید نانوذرات فلزی استفاده شده است. این روش در واقع تکمیل روش ابداعی پرفسور «ماتیاس براست» در دانشگاه لیورپول است که حدود دهسال پیش برای اولین بار موفق به تولید نانوذرات طلا در فاز آلی شد. وی خاطر نشان کرد: مبنای روش «پرفسور براست» این بود که یونهای طلا بعد از انتقال از فاز آبی به فاز آلی احیا شده و سپس توسط مولکولهای حاوی «گروههای تیولی» در «فاز آلی» پایدار میشوند. این روش کاربردهای وسیعی داشته و تاکنون مقالههای متعددی براساس آن ارائه شده است. تولید نانوذرات طلا در فاز آلی از آنجا حایز اهمیت است که اولاً: «پایداری نانوذرات» در «فاز آلی» فوقالعاده بیشتر از «فاز آبی» بوده و حتی تا چند ماه هم پایدار میمانند و ثانیاً: در فاز آلی با توجه به امکان پیوند گروههای عاملی متعدد به نانوذرات طلا از طریق «گروههای تیولی» این نانو ذرات دارای کاربردهای بسیار گستردهای خواهند بود. «دکتر میرخلف» خاطر نشان 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 نیز ندارد - از «ترکیبات تیولی» - که چند محدودیت و مشکل عمده در پی دارند - استفاده نشده است. مشکل عمدهی آن روش، محدودیت آن به تولید نانوذرات طلا و تا حدودی نانوذرات پلاتین بود ولی روش ابداعی ضمن اینکه مشخصاً در تولید نانوذرات طلا و پلاتین استفاده میشود برای تعداد دیگری از فلزات هم کاربرد دارد که تحقیق در زمینهی این فلزات ادامه دارد. علاوه بر آن با این روش موفق به تولید نانوذرات آلیاژ طلا، پلاتین شدیم که حتی میتوان درصد این آلیاژ را کنترل کرد. وی افزود: مشکل دیگر روش «براست» پایداری نهچندان زیاد «مولکولهای تیولی» است که اکسیده شده و به ناپایداری و رسوب سریع نانوذرات منجر شوند. «دکتر میرخلف» تصریح کرد: در روش جدید برای پیوند نانوذرات از انتهای تیولی استفاده نشده و پیوند مستقیم کربن، فلز برقرار شده که صحت این مسأله با روشهای مختلف اثبات شده و برای اولین بار در دنیا در مقالهای در مجلهی معروف «انجمن شیمی امریکا» (Journal of the American Chemical Society) گزارش شده است. وی خاطر نشان کرد: اساس روش جدید مبتنی بر احیای ترکیبات «دیآزونیوم» است که ترکیبات آلی شناختهشدهای هستند که در سالهای اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفتهاند و مشخص شده اگر این ترکیبات را بهصورتی احیا کنیم گروه «دیآزونیوم» بهصورت «ازت» خارج شده و مولکول باقیمانده رادیکال فعالی است که میتواند سریعاً با گروههای عاملی مختلف واکنش داده و به آنها متصل شود. این ترکیبات قادرند در واکنش با سطوح فلزی، پیوند قوی و بسیار پایدار کربن، فلز ایجاد کنند و به این ترتیب میتوان گروههای عاملی مختلف را روی سطوح جامد تثبیت کرد. «دکتر میرخلف» با اشاره به اینکه این پدیده قبلاً گزارش شده است، اظهار داشت: گروه تحقیقاتی ما در دانشگاه لیورپول مقداری روی کاربردهای آن در الکتروکاتالیستها خصوصا برای احیای اکسیژن در پیلهای سوختی کار کرده و هدف پروژهای که خودم چند سال در آن دانشگاه روی آن کار کردم احیای انتخابی اکسیژن تا مرحلهی ایجاد آب اکسیژنه بود که طی آن ترکیبات مختلف را روی سطوح الکترود باند کردیم و از آن بهعنوان الکتروکاتالیست استفاده کردیم. 
در ادامهی این تحقیقات این ایده مطرح شد که شاید ترکیبات «دیآزونیوم» - که روی سطوح الکترودی (جامد) چنین خاصیتی دارند - بتوانند در مورد نانوذرات فلزی هم بههمینترتیب عمل کنند.
پژوهشگر ایرانی دانشگاه لیورپول خاطر نشان کرد: خوشبختانه آزمایشگاههای انجام شده صحت این مسأله را نشان داد و توانستیم ترکیبات مختلف «دیآزونیوم» را روی نانوذرات طلا و پلاتین و نانوآلیاژهای طلا، پلاتین تثبیت کرده و این نانوذرات را با پایداری بسیار بالاتر از نانوذرات تولیدی با روش «تیولی» در فاز آلی تهیه کنیم که بعد از چند ماه همچنان پایدارند. «دکتر میرخلف» دربارهی 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» از فاز آبی به باز آلی منتقل کرده و سپس با استفاده از ترکیبات تیولی آنها را به نانوذرات فلزی احیا میکنند. در ادامه این نانوذرات با ترکیبات تیولی احاطه شده و از رشد بیش از حد و رسوب کردن آنها جلوگیری میشود ولی در تکنیک ما اساساً از معرف انتقال فاز استفاده نمیشود و خود ترکیب «دیآزونیوم» نقش معرف انتقال فاز را ایفا میکند و بعد از اینکه یونهای فلزی را به فاز آلی منتقل کرده و آنها را با یک احیاکنندهی شیمیایی احیا کردیم ترکیبات «دیآزونیوم» - که همزمان با یونهای طلا یا پلاتین احیا میشوند - به نانوذرات فلزی متصل شده و نهایتاً نانوذرات پایدار ایجاد میشوند. وی خاطر نشان کرد: با این روش نانوذرات طلا بهاندازهی هشتنانومتر و نانو ذرات پلاتین با اندازه ذرات سه تا چهار نانومتر را تولید کردهایم که آزمایشهای بعدی نشان داد که میتوانیم اندازهی ذرات را با تغییر نسبت ترکیبات «دیآزونیوم» و غلظت ذرات فلز کنترل کنیم. این پژوهشگر نانو فناوری - که از چند سال پیش بهعنوان عضو هیأت علمی دانشگاه کاشان در قالب یک مأموریت پژوهشی به دانشگاه لیورپول انگستان رفته - در پایان اظهار داشت: بهعقیدهی من روش جدید - که مقالهی مربوط به آن با استقبال محققان نانو فناوری دنیا مواجه شده – آیندهی بسیار خوبی داشته و فضای پژوهشی وسیعی را ایجاد کرده است که امیدوارم بتوانم این تحقیقات را در داخل یا خارج کشور پیگیری کنم. علاقمندان برای یافتن اصل مقالهی این محقق میتوانند به نشانی ذیل مراجعه کنند: http://pubs.acs.org/cgi-bin/article.cgi/jacsat/2006/128/i23/pdf/ja058687g.pdf |