تولید ساختارهای نانوحفره‌ای کربنی با کمک زئولیت
ساختارهای نانوحفره‌ای نظیر زئولیت الگوی بسیار مناسبی برای تولید ساختارهای نانوحفره‌ای سه‌بعدی هستند. برای این کار به دمای بالا نیاز است تا محصول تولید شده انتخابی نباشد. اخیراً محققان موفق به ارائه روشی شدند که با استفاده از آن می‌توان در دمای پایین ساختارهای نانوحفره‌ای با یون‌های لانتانیوم تولید کرد.
زئولیت ماده‌ای رایج در صنعت بوده که دارای حفره‌های میکرومقیاس است. اخیراً محققان از این ماده برای تولید مواد نانوحفره‌ای از جنس کربن استفاده کردند به طوری که حفره‌هایی با ابعاد یک نانومتر ایجاد شده‌است.
در حالت عادی حفره‌های زئولیت به اندازه‌کافی بزرگ نیست که پیش ماده‌های سنتز مواد نانوحفره کربنی در آن قرار گیرد، اما موادی نظیر اتیلن و استیلن می‌توانند به‌عنوان منبع کربن برای تولید مواد نانوحفره‌ای از جنس کربن داخل این حفره‌ها قرار گیرند. البته هزینه این کار بالاست.
پژوهشگران مرکز IBS راهبرد جدیدی برای حل این مشکل ارائه کردند. کیم کیونگسو از محققان این پروژه می‌گوید: «سنتز کربن با استفاده از الگوی زئولیت بسیار جالب توجه است، اما دمای بالا همیشه به‌عنوان مانعی برای این کار بوده است. ما در این پروژه یون‌های لانتانیوم را درون حفره‌های زئولیت قرار دادیم. با این کار دمای مورد نیاز برای کربنیزه کردن اتیلن و استیلن کاهش یافت. گرافن دارای هیبریداسیون SP2 است که می‌تواند با این روش درون حفره زئولیت شکل گیرد. در این روش نیاز به رسوب کربن در سطح زئولیت نیست. بنابراین، بعد از زدودن زئولیت، چارچوبی از جنس کربن باقی می‌ماند که دارای خواص الکتریکی بالاتری نسبت به کربن است. این نتایج بسیار شگفت‌انگیز است. با این روش می‌توان ساختارهای کربنی حاوی نانوحفره ایجاد کرد که قطر حفره‌های آن یک نانومتر است.»
به گزارش ستاد توسعه فناوری نانو،اما چرا یون لانتانیوم مقدار دمای مورد نیاز برای کربنیزه کردن را کاهش می‌دهد؟ این یون‌های سه ظرفیتی پایداری بالایی دارند به طوری که درون زئولیت باقی مانده و به سطح آن نمی‌آیند. در نتیجه قادر به احیاء کربن بوده و درون حفره‌ها کار ایجاد شبکه نانوحفره‌ای را به عهده می‌گیرند.
