جمعه 5 خرداد 1391 - 12:38

اندازه‌گيري خواص گرمايي نانومواد با ميكروسكوپ اتمي

(472 كلمه مجموعاً در اين متن موجود است)
(695 بار خوانده شده است)

اندازه‌گيري خواص گرمايي نانومواد با ميكروسكوپ اتمي
08/08/1385
محققان موسسه فن‌آوري جرجيا و دانشگاه تگزاس آمريكا از ميكروسكوپ نيروي اتمي (AFM) براي تحليل خواص گرمايي نانومقياس پنتااريتريتول (PETN) استفاده كردند.
به گزارش ايسنا، اين ماده براي شناسايي در معادن و بناها مورد استفاده است. روش به كار رفته مي‌تواند در طراحي مواد پرانرژي ايمن‌تر استفاده شود.
Brandon Weeks از دانشگاه تگزاس مي‌گويد: ما نشان داديم كه مي‌توان مورفولوژي مواد پرانرژي را در مقياس نانو تحت كنترل درآورد و خواص نانومقياس آنها را نيز اندازه‌گيري كرد. ما اميدواريم بتوانيم با داشتن مقادير بسيار كم از نمونه، خواص آن را روش‌هاي ايمن‌تر اندازه‌گيري كنيم و سپس اين اطلاعات را براي مقادير انبوه تعميم دهيم.
Weeks و همكارانش با به كار بردن لرزانكي از جنس بلور منفرد سيليكون با نوك به شعاع 20 نانومتر فيلم‌هاي نازك PETN را گرم كردند. همچنين اين نوك، دماي نمونه را با كمك يك مقاومت حالت جامد در پايه اندازه‌گيري مي‌كند.
گرم كردن نوك باعث تجزيه مقطعي يك قسمت از نمونه مي‌شود. براي مثال، اين تيم تحقيقاتي توانستند در دماي 215 درجه سانتي‌گراد با حذف ماده به كمك نوك، روي فيلم حكاكي كنند. افزايش دما به بالاتر از 99 درجه سانتي‌گراد باعث ايجاد خطوط عريض‌تر مي‌شود.
در دماهاي بالاتر، نوك گرم شده بلورهاي درشت‌تري از PETN را در نزديكي نواحي تجزيه شده، ايجاد مي‌كند. ولي در دماي زير 99 درجه نوك هيچ تأثيري روي فيلم ندارد.
محققان با زمان روبش اين روش را مورد آزمايش قرار دادند. روبش براي 1290 ثانيه قسمت‌هاي زيادي از PETN را مي‌زدايد اما در قسمت‌هايي كه روبش آغاز گرديده مقاديري از آن باقي مي‌ماند. اين مواد باقي‌مانده ساختار دانه‌اي ستوني داشتند.
از سويي ديگر، 660 ثانيه روبش PETN كمتري مي‌زدايد و ساختار دانه‌اي ستوني مستحكم‌تري را ايجاد مي‌كند.
ويليام كينگ از موسسه فن‌آوري جرجيا مي‌گويد: با كنترل مسير روبش نوك روي سطح مي‌توان مواد را مجدداً به شكل جامد خود متراكم كرد. زماني كه مواد مجدداً متراكم شدند، ساختار بلوري آن اساساً تغيير خواهد كرد. نتيجه آن است كه ما قادر خواهيم بود ساختار بلوري را در مقياس طولي نانومتري تحت كنترل درآوريم.
به گزارش ايسنا از ستاد ويژه توسعه فن‌آوري نانو، اعضاي اين تيم تحقيقاتي بر اين باورند كه مي‌توان از اين روش براي كنترل نانو و ميكروساختارهاي مواد پرانرژي چندبلوري استفاده كرد و شرايطي به وجود آورد تا بتوان اثرات اشكال و فضاهاي ميان‌تهي را مورد مطالعه قرار داد.
كينگ گفت: ما انتظار داشتيم مواد بلوري يا چند بلوري ديگري نيز رفتاري مشابه اين مدل داشته باشند هر چند برخي خواص ويژه براي هر ماده، منحصر به فرد است. ما توانستيم اين روش را براي مطالعه خواص گرمايي مقياس كوچك يك ماده كه قبلاً از اندازه‌گيري آن عاجز بوديم به كار ببريم. اگر ما در مقياس نانومتري اين مواد را بررسي كنيم قادر خواهيم بود در مقياس بزرگتر آنها را طراحي ‌كنيم.

[ بازگشت به تکنولوژی اطلاعات(IT) | صفحه اصلي بخش ها ]

تمامی حقوق مادی و معنوی این سایت متعلق به روزنامه تفاهم می باشد. استفاده از مطالب سایت فقط با ذکر منبع مجاز است