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 دستگاه‌های الکترونیکی سریع‌تر، سیم‌های ابررسانای کارآمدتر و فناوری‌های کوانتومی آینده فراهم می‌کند.

دربیانیه محققان در این باره آمده است: یک هدف مهم در حوزه تحقیقات مواد نانو، توسعه نانوتیوب های فلزی با ویژگی‌های با ثبات است که احتمالاً به توسعه دستگاه‌های الکترونیکی سریع‌تر و انتقال کارآمدتر برق منجر می‌شود و همزمان پیشرفت‌های احتمالی در حوزه رایانش کوانتومی را ممکن می‌کند.

نانوتیوب ها ساختارهای بسیار ریز سیلندری شکل هستند و با پیچیدن ورقه‌های اتم‌ها به وجود می آیند. این لوله‌های توخالی به دلیل ابعاد کوچک شأن رفتاری متمایز از مواد حجیم‌تر نشان می‌دهند. نانوتیوب ها ممکن است از فولاد قدرتمندتر اما از پلاستیک سبک تر باشند، رسانای گرما هستند و الکتریسیته را با حداقل مقاومت جابه جا می‌کنند. در برخی موارد آنها تأثیرات کوانتومی خارق العاده ای از خود نشان می‌دهند. این ویژگی‌های خارق العاده سبب می‌شوند نانوتیوب ها گزینه‌ای نوید بخش برای نسل آینده فناوری‌ها در حوزه‌های الکترونیک، انرژی و تحقیقات کوانتومی باشد.

به گفته محققان دانشگاه پنسیلوانیا ویژگی‌های نانوتیوب ها را می‌توان به طور خاص با گزینش ترکیب اتم‌ها تنظیم کرد. چنین قابلیت تنظیمی سبب علاقه زیاد محققان به ایجاد نانولوله‌های دی‌سولفید 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 توده‌ای آن قابلیت‌های ابررسانایی را نمایش می‌دهد را به نانوتیوب هایی با عرض یک میلیاردم متر تبدیل کنند.

آنها با استفاده از ورقه‌های ساخته شده از کربن و نانوتیوب های نیترید بورون به طور موفقیت آمیز ساختار لوله‌ای شکلی از این ماده ایجاد کردند که دستاورد مهمی به حساب می‌آید 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 مرحله‌ای حیاتی از فرایند اضافه کردند که باعث شد فلز به جای پخش شدن، به دور الگو بپیچد و پوسته‌های نانولوله‌ای پایدار تشکیل شود.

نانوتیوب های حاصل به طور غیرمنتظره ای عمدتاً به صورت ساختارهای دولایه، شبیه جفت استوانه‌های تو در تو، تشکیل شدند. این پیکربندی از نظر انرژی مطلوب به نظر می‌رسید، به طوری که الکترون‌ها بین لایه‌ها حرکت می‌کردند و ساختار را بسیار شبیه یک خازن در مقیاس اتمی تثبیت می‌کردند. مدل‌های رایانشی نیز از این مکانیسم پشتیبانی کردند که نشان می‌داد تعامل بین لایه‌ها کلیدی برای حفظ یکپارچگی نانوتوب ها است.