تحقق رویای تبدیل ذغال‌سنگ به نانوذرات

به گزارش "برق نیوز"، یک تیم تحقیقاتی از آزمایشگاه جیمز تور دانشگاه رایس نشان دادند که می‌توان ذغال‌سنگ را به نقاط کوانتومی گرافنی تبدیل کرد. نقاط کوانتومی گرافنی، ذرات میکروسکوپی مدوری هستند که از آنها می‌توان در حوزه‌های مختلف از تصویربرداری پزشکی گرفته تا حسگری، الکترونیک و پیل‌های فتوولتائیک استفاده کرد.

به نوشته سایت نانو، باند گپ، تعیین‌کننده مقدار جریان حمل شده توسط یک نیمه‌هادی است. در نقاط کوانتومی، باند گپ‌ها مسؤول تابش‌های فلورسانس است که با تغییر ابعاد، نقاط این تابش‌ها تغییر می‌کند. روشی که محققان این پروژه ارائه کردند این امکان را فراهم می‌کند که ابعاد ذره به‌ صورت کنترل شده‌ای بین 2 تا 20 نانومتر باشد؛ این رقم کاملا به منبع تهیه ذغال‌سنگ بستگی دارد.

در حال حاضر روش‌های مختلفی برای تولید نقاط کوانتومی گرافنی وجود دارد، اما تمامی آنها گران‌قیمت است و در نهایت منجر به تولید مقادیر بسیار کمی از محصول می‌شود. سال گذشته یک گروه تحقیقاتی دیگر از دانشگاه رایس روشی ارزان برای تولید نقاط کوانتومی گرافنی از الیاف کربنی ارائه کرده بود، اما این روش جدید می‌تواند محصول ارزان‌تری ایجاد کند، علاوه‌ بر این، مزیت روش جدید در تک مرحله‌ای بودن آن است.

جیمز تور می‌گوید: ما می‌خواستیم ببینیم که چه چیزهای جالبی در ذغال‌سنگ وجود دارد، بنابراین ذغال‌سنگ را در معرض اکسیداسیون قرار دادیم. سپس محصول ایجاد شده را درون اسید وارد کردیم تا پیوندهای موجود میان لایه‌های گرافن از هم گسیخته شوند. شما نمی‌توانید خیلی ساده یک تکه گرافن را بردارید و آن را قطعه قطعه کنید.

ذغال‌سنگ درون اسید نیتریک و اسید سولفوریک غوطه‌ور شده و به مدت 24 ساعت حرارت داده می‌شود. در نهایت بسته به نوع ذغال‌سنگ، نقاط کوانتومی با ابعاد مختلف بدست می‌آید.

نتایج تحقیقات این گروه نشان داد که ذغال‌سنگ‌های معادن مختلف منجر به تولید نقاط کوانتومی گرافنی مختلف می‌شود. لازم به ذکر است که این نقاط را می‌توان از مشتقات نفتی که در حین پالایش نفت تولید می‌شود، بدست آورد.

نتایج یافته‌های این گروه در نشریه Nature Communications به چاپ رسیده است.