کاربرد روشی کم هزینه در ساخت آزمایشگاهی نانوذرات اکسید فلزی

با توجه به رشد روز افزون استفاده از نانوذرات فلزی و اکسید‌های آن‌ها در علوم مختلف در سال‌های اخیر، سنتز و طراحی این مواد نیز با رشد وسیعی روبرو شده است. تا کنون روش‌های مختلفی از جمله روش‌های رادیویی، تجزیه‌ی گرمایی، تجزیه‌ی شیمیایی و غیره برای ساخت نانو مواد فلزی و اکسید‌های آن‌ها استفاده شده است که بسیاری از آن‌ها زمان بر و پر هزینه هستند.

 

به گفته‌ی دکتر سید سعید سید حسینی داورانی، هدف از انجام این تحقیق، دستیابی به روشی با بازدهی بالا و سرعت بیشتر جهت سنتز نانوذرات اکسید فلزی بوده است. برای این منظور از روش سونوالکتروشیمی استفاده شده است.

سید حسینی داورانی پیرامون مزیت‌های روش مذکور افزود:«روش سونوالکتروشیمی یکی از ساده‌ترین و کم هزینه‌ترین روش‌ها در تولید نانوذرات است. این روش که ترکیبی از امواج فراصوت با روش متداول الکتروشیمی است، نسبت به روش الکتروشیمی منجر به تشکیل ذراتی با ابعاد کوچکتر در حد نانومتر می‌شود. ضمن این که استفاده از امواج فراصوت در طول فرایند، سرعت واکنش را نیز به مقدار زیادی افزایش می‌دهد. به همین دلیل در مقایسه با سایر روش‌ها در این روش می‌توان با سرعت بالاتر و راندمان بیشتر محصول را تولید نمود.»

 

نانوذرات تولید شده در این طرح، به دلیل ویژگی‌های نوری منحصر بفرد خود، قابلیت کاربرد در علم ساخت لیزر، فناوری ارتباطات، حسگرهای فلورسانسی، ترانزیستورها، تجزیه‌ی زیستی و غیره دارند.

 

این محقق در توضیح کامل‌تر نتایج حاصل شده عنوان کرد: «در مقایسه‌ی تأثیر هم زدن مکانیکی با شدت بالا و کاربرد امواج فراصوت مشخص شد که ذرات نانوساختار تنها در حضور امواج فراصوت تشکیل می‌شوند. از طرفی بررسی خصوصیات نوری نانوذرات سنتز شده به کمک دستگاه طیف سنجی ماوراء بنفش و نور مرئی و نیز دستگاه فوتولومینسانس صورت گرفت. نتایج حاکی از این بود که با کوچک شدن اندازه‌ی ذرات طیف جذب و نشر نانوذرات به سمت امواج الکترو مغناطیس با انرژی بیشتر و طول موج‌های کوتاه‌تر جابجا می‌شود.»

 

لازم به توضیح است که در روش مورد استفاده در این طرح، تابش امواج فراصوت نقش کلیدی در سنتز ترکیبات با ساختار نانو دارد. در واقع،

 

سید حسینی داورانی در پایان تأکید کرد: «از آنجا که عوامل مختلفی در روش سونوالکتروشیمی بر روی اندازه‌ی ذرات مؤثر هستند، به همین منظور در تحقیقات تکمیلی، تأثیر دانسیته‌ی جریان بر روی اندازه ذرات مورد بررسی قرا رگرفته است که مقاله این کار در حال حاضر پذیرفته شده و در دست چاپ است.»

 

به گزارش ستاد توسعه فناوری نانو،دکتر سید سعید سید حسینی داورانی، دکتر مصطفی محمدپور امینی- اعضای هیأت علمی دانشگاه شهید بهشتی، دکتر اکرم شهرجردی فارغ التحصیل دکتری شیمی تجزیه و دکتر عزت ا… نجفی فارغ التحصیل دکتری و پسا دکتری شیمی معدنی از این دانشگاه در انجام این طرح همکاری داشته‌اند. نتایج این کار در مجله‌ی Ultrasonics Sonochemistry (جلد 22، سال 2015، صفحات 382 تا 390) به چاپ رسیده است.