پژوهشگر ايراني نانوفن‌آوري با ابداع روشي جديد براي نخستين بار در جهان موفق به توليد نانوذرات فلزي به كمك پيوندهاي كربن ـ فلز شد.

به گزارش خبرنگار «فن آوري » خبرگزاري دانشجويان ايران (ايسنا)، روش ابداعي دكتر فخرالدين ميرخلف، عضو هيات علمي دانشگاه كاشان و پژوهشگر گروه الكتروشيمي دانشكده شيمي دانشگاه «ليورپول» انگلستان كه در قالب مقاله‌اي در ژورنال جامعه شيمي آمريكا به چاپ رسيده، طي دو سه ماه اخير از پرخواننده ترين مقالات سايت الكترونيكي اين مجله بوده و مورد استقبال محققان نانوتكنولوژي جهان قرار گرفته است.

دكتر ميرخلف در گفت‌وگو با ايسنا، درباره روش ابداعي تهيه نانوذرات فلزي اظهار داشت: در روش جديد براي اولين بار از پيوندهاي كربن ـ فلز، براي توليد نانوذرات فلزي استفاده شده است. اين روش در واقع تكميل روش ابداعي پرفسور «ماتياس براست» در دانشگاه ليورپول است كه حدود 10 سال پيش براي اولين بار موفق به توليد نانوذرات طلا در فاز آلي شد.

وي خاطر نشان كرد: مبناي روش پرفسور براست اين بود كه يون‌هاي طلا بعد از انتقال از فاز آبي به فاز آلي احياء شده و پس توسط مولكول‌هاي حاوي گروههاي تيولي در فاز آلي پايدار مي‌شوند. اين روش كاربردهاي وسيعي داشته و تاكنون مقالات متعددي بر اساس آن ارائه شده است. توليد نانوذرات طلا در فاز آلي از آنجا حائز اهميت است كه اولا پايداري نانوذرات در فاز آلي فوق العاده بيشتر از فاز آبي بوده و حتي تا چند ماه هم پايدار مي‌مانند و ثانيا در فاز آلي با توجه به امكان پيوند گروه‌هاي عاملي متعدد به نانوذرات طلا از طريق گروههاي تيولي اين نانو ذرات داراي كاربردهاي بسيار گسترده‌اي خواهند بود.

دكتر ميرخلف خاطر نشان كرد: در روش ابداعي كه ضمن برخورداري از مزيت‌ها و كاربردهاي روش پرفسور «براست» كاربردها و مزاياي بيشتري نسبت به آن داشته و محدوديت‌هاي آن روش را نيز ندارد از تركيبات تيولي كه چند محدوديت و مشكل عمده در پي دارند، استفاده نشده است. مشكل عمده آن روش محدوديت آن به توليد نانوذرات طلا و تا حدودي نانوذرات پلاتين بود ولي روش ابداعي ضمن اين كه مشخصا در توليد نانوذرات طلا و پلاتين استفاده مي‌شود براي تعداد ديگري از فلزات هم كاربرد دارد كه تحقيق در زمينه اين فلزات ادامه دارد. علاوه بر آن با اين روش موفق به توليد نانوذرات آلياژ طلا - پلاتين شديم كه حتي مي‌توان درصد اين آلياژ را كنترل كرد.

وي افزود: مشكل ديگر روش براست پايداري نه چندان زياد مولكول‌هاي تيولي است كه اكسيده شده و به ناپايداري و رسوب سريع نانوذرات منجر شوند.

دكتر مير خلف در گفت‌و‌گو با ايسنا تصريح كرد: در روش جديد براي پيوند نانوذرات از انتهاي تيولي استفاده نشده و پيوند مستقيم كربن ــ فلز برقرار شده كه صحت اين مساله با روش‌هاي مختلف اثبات شده و براي اولين بار در دنيا در مقاله‌اي در مجله معروف Journal of the American Chemical Society گزارش شده است.

وي خاطر نشان كرد: اساس روش جديد مبتني بر احياء تركيبات دي آزونيوم است كه تركيبات آلي شناخته شده‌اي هستند كه در سالهاي اخير بسيار مورد توجه قرار گرفته‌اند و مشخص شده اگر اين تركيبات را به صورتي احياء كنيم، گروه دي آزو به صورت ازت خارج شده و مولكول باقي مانده راديكال فعالي است كه مي‌تواند سريعا با گروه‌هاي عاملي مختلف واكنش داده و به آنها متصل شود.

اين تركيبات قادرند در واكنش با سطوح فلزي پيوند قوي و بسيار پايدار كربن ــ فلز ايجاد كنند و به اين ترتيب مي‌توان گروههاي عاملي مختلف را روي سطوح جامد تثبيت كرد.

دكتر ميرخلف با اشاره به اين كه اين پديده قبلا گزارش شده است، اظهار داشت: گروه تحقيقاتي ما در دانشگاه ليورپول مقداري روي كاربردهاي آن در الكتروكاتاليست‌ها خصوصا براي احياي اكسيژن در پيل‌هاي سوختي كار كرده و هدف پروژه اي كه خودم چند سال در آن دانشگاه روي آن كار كردم، احياء انتخابي اكسيژن تا مرحله ايجاد آب اكسيژنه بود كه طي آن تركيبات مختلف را روي سطوح الكترود باند كرديم و از آن به عنوان الكتروكاتاليست استفاده كرديم. در ادامه اين تحقيقات اين ايده مطرح شد كه شايد تركيبات دي آزونيوم كه روي سطوح الكترودي (جامد) چنين خاصيتي دارند، بتوانند در مورد نانوذرات فلزي هم به همين ترتيب عمل كنند.

پژوهشگر ايراني دانشگاه ليورپول در گفت‌و‌گو با ايسنا خاطر نشان كرد: خوشبختانه آزمايشگاه‌هاي انجام شده صحت اين مساله را نشان داد و توانستيم تركيبات مختلف دي آزونيوم را روي نانوذرات طلا و پلاتين و نانوآلياژهاي طلا ــ پلاتين تثبيت كرده و اين نانوذرات را با پايداري بسيار بالاتر از نانوذرات توليدي با روش تيولي در فاز آلي تهيه كنيم كه بعد از چند ماه همچنان پايدارند.

دكتر ميرخلف درباره تفاوت سازوكار اين روش با روش مرسوم تصريح كرد: اساس روش «ماتياس براست» به اين صورت است كه يون‌هاي طلا را توسط يك معرف انتقال از فاز آبي به باز آلي منتقل كرده و سپس با استفاده از تركيبات تيولي آنها را به نانوذرات فلزي احياء مي‌كنند؛ در ادامه اين نانوذرات با تركيبات تيولي احاطه شده و از رشد بيش از حد و رسوب كردن آنها جلوگيري مي‌شود ولي در تكنيك ما اساسا از معرف انتقال فاز استفاده نمي‌شود و خود تركيب دي آزونيوم نقش معرف انتقال فاز را ايفاء مي‌كند و بعد از اين كه يون‌هاي فلزي را به فاز آلي منتقل كرده و آنها را با يك احياء كننده شيميايي احياء كرديم، تركيبات دي آزونيوم كه همزمان با يونهاي طلا يا پلاتين احياء مي‌شوند، به نانو ذرات فلزي متصل شده و نهايتا نانوذرات پايدار ايجاد مي‌شوند.

وي خاطر نشان كرد: با اين روش نانوذرات طلا به اندازه 8 نانومتر و نانو ذرات پلاتين با اندازه ذرات 3 تا 4 نانومتر را توليد كرده‌ايم كه آزمايشهاي بعدي نشان داد كه مي‌توانيم اندازه ذرات را با تغيير نسبت تركيبات دي آزونيوم و غلظت ذرات فلز كنترل كنيم.

اين پژوهشگر نانو فن‌آوري كه از چند سال پيش به عنوان عضو هيات علمي دانشگاه كاشان در قالب يك ماموريت پژوهشي به دانشگاه ليورپول انگستان رفته در پايان گفت‌وگو با ايسنا اظهار داشت: به عقيده من روش جديد كه مقاله مربوط به آن با استقبال محققان نانو فن‌آوري و دنيا مواجه شده آينده بسيار خوبي داشته و فضاي پژوهشي وسيعي را ايجاد كرده است كه اميدوارم بتوانم اين تحقيقات را در داخل يا خارج كشور پيگيري كنم.

انتهاي پيام