نظری طور پر فعال نقائص کاربن نانوٹوبس کو بہتر بناتے ہیں: ہائیڈلبرگ کے سائنسدانوں نے ایک نئے رد عمل کے راستے کے ساتھ خرابی پر قابو پایا

افلاطون کے ذریعہ دوبارہ شائع کیا گیا۔

فالونگ: 0

ہوم پیج (-) > پریس > نظری طور پر فعال نقائص کاربن نانوٹوبس کو بہتر بناتے ہیں: ہائیڈلبرگ کے سائنسدان ایک نئے رد عمل کے راستے کے ساتھ خرابی پر قابو پاتے ہیں

کاربن نانوٹوبس کی نظری خصوصیات، جو sp2 کاربن ایٹموں کی رولڈ اپ ہیکساگونل جالی پر مشتمل ہوتی ہیں، کو نقائص کے ذریعے بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ ایک نیا ردعمل کا راستہ آپٹیکلی طور پر فعال sp3 نقائص کی منتخب تخلیق کو قابل بناتا ہے۔ یہ کمرے کے درجہ حرارت پر بھی قریب اورکت میں سنگل فوٹان خارج کر سکتے ہیں۔ کریڈٹ سائمن سیٹل (ہائیڈلبرگ)

خلاصہ:
کاربن پر مبنی نینو میٹریلز کی خصوصیات کو کچھ ساختی "خرابیوں" یا نقائص کے جان بوجھ کر تعارف کے ذریعے تبدیل اور انجنیئر کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، چیلنج ان نقائص کی تعداد اور قسم کو کنٹرول کرنا ہے۔ کاربن نانوٹوبس کے معاملے میں - خوردبینی طور پر چھوٹے نلی نما مرکبات جو قریب کے اورکت میں روشنی خارج کرتے ہیں - پروفیسر ڈاکٹر جانا زاؤمسیل کی سربراہی میں ہائیڈلبرگ یونیورسٹی کے کیمسٹ اور مواد کے سائنسدانوں نے اب اس طرح کے نقائص پر قابو پانے کے لیے ایک نئے رد عمل کا راستہ دکھایا ہے۔ اس کے نتیجے میں مخصوص نظری طور پر فعال نقائص پیدا ہوتے ہیں - نام نہاد sp3 نقائص - جو زیادہ چمکدار ہوتے ہیں اور ایک ہی فوٹون خارج کر سکتے ہیں، یعنی روشنی کے ذرات۔ ٹیلی کمیونیکیشن اور بائیولوجیکل امیجنگ میں ایپلی کیشنز کے لیے قریب اورکت روشنی کا موثر اخراج اہم ہے۔

نظری طور پر فعال نقائص کاربن نانوٹوبس کو بہتر بناتے ہیں: ہائیڈلبرگ سائنسدانوں نے ایک نئے رد عمل کے راستے کے ساتھ عیب کنٹرول حاصل کیا

ہائیڈلبرگ، جرمنی | 9 اپریل 2021 کو پوسٹ کیا گیا۔

عام طور پر نقائص کو کچھ "خراب" سمجھا جاتا ہے جو کسی مواد کی خصوصیات کو منفی طور پر متاثر کرتا ہے اور اسے کم کامل بناتا ہے۔ تاہم، کاربن نانوٹوبس جیسے بعض نینو میٹریلز میں یہ "خرابیاں" کچھ "اچھی" کا نتیجہ بن سکتی ہیں اور نئی فعالیت کو فعال کر سکتی ہیں۔ یہاں، خرابیوں کی درست قسم اہم ہے. کاربن نانوٹوبس sp2 کاربن ایٹموں کی ہیکساگونل جالی کی رولڈ اپ شیٹس پر مشتمل ہوتا ہے، کیونکہ یہ بینزین میں بھی پائے جاتے ہیں۔ یہ کھوکھلی ٹیوبیں تقریباً ایک نینو میٹر قطر اور کئی مائیکرو میٹر تک لمبی ہوتی ہیں۔

کچھ کیمیائی رد عمل کے ذریعے، جالی کے چند sp2 کاربن ایٹموں کو sp3 کاربن میں تبدیل کیا جا سکتا ہے، جو میتھین یا ہیرے میں بھی پایا جاتا ہے۔ یہ کاربن نانوٹوب کے مقامی الیکٹرانک ڈھانچے کو تبدیل کرتا ہے اور اس کے نتیجے میں آپٹیکل طور پر فعال خرابی پیدا ہوتی ہے۔ یہ sp3 نقائص قریب کے اورکت میں اور بھی روشنی خارج کرتے ہیں اور مجموعی طور پر نانوٹوبس سے زیادہ چمکدار ہیں جو فعال نہیں ہوئے ہیں۔ کاربن نانوٹوبس کی جیومیٹری کی وجہ سے، متعارف کرائے گئے sp3 کاربن ایٹموں کی درست پوزیشن نقائص کی نظری خصوصیات کا تعین کرتی ہے۔ "بدقسمتی سے، اب تک اس پر بہت کم کنٹرول کیا گیا ہے کہ کیا نقائص پیدا ہوتے ہیں،" جانا زاؤمسیل کہتی ہیں، جو انسٹی ٹیوٹ فار فزیکل کیمسٹری کی پروفیسر ہیں اور ہیڈلبرگ یونیورسٹی میں سنٹر فار ایڈوانسڈ میٹریل کی رکن ہیں۔

ہائیڈلبرگ سائنسدان اور اس کی ٹیم نے حال ہی میں ایک نئے کیمیائی رد عمل کے راستے کا مظاہرہ کیا جو عیب کنٹرول اور صرف ایک مخصوص قسم کے sp3 عیب کی منتخب تخلیق کو قابل بناتا ہے۔ یہ بصری طور پر فعال نقائص پہلے متعارف کرائے گئے کسی بھی "خرابیوں" سے "بہتر" ہیں۔ پروفیسر زومسیل بتاتے ہیں کہ یہ نہ صرف زیادہ چمکدار ہیں بلکہ کمرے کے درجہ حرارت پر سنگل فوٹوون کا اخراج بھی دکھاتے ہیں۔ اس عمل میں، ایک وقت میں صرف ایک فوٹون خارج ہوتا ہے، جو کوانٹم کرپٹوگرافی اور انتہائی محفوظ ٹیلی کمیونیکیشن کے لیے لازمی شرط ہے۔

سائمن سیٹل کے مطابق، پروفیسر زومسیل کے تحقیقی گروپ میں ڈاکٹریٹ کے طالب علم اور ان نتائج کی اطلاع دینے والے کاغذ کے پہلے مصنف، فنکشنلائزیشن کا یہ نیا طریقہ - ایک نیوکلیوفیلک اضافہ - بہت آسان ہے اور اس کے لیے کسی خاص آلات کی ضرورت نہیں ہے۔ "ہم صرف ممکنہ ایپلی کیشنز کو تلاش کرنا شروع کر رہے ہیں۔ بہت سے کیمیائی اور فوٹو فزیکل پہلو ابھی تک نامعلوم ہیں۔ تاہم، مقصد اور بھی بہتر نقائص پیدا کرنا ہے۔"

یہ تحقیق پروجیکٹ "Trions and sp3-Defects in Single-walled Carbon Nanotubes for Optoelectronics" (TRIFECTs) کا حصہ ہے، جس کی سربراہی پروفیسر Zaumseil کررہے ہیں اور یورپی ریسرچ کونسل (ERC) کے ERC کنسولیڈیٹر گرانٹ کے ذریعے مالی اعانت فراہم کی گئی ہے۔ اس کا مقصد کاربن نانوٹوبس میں نقائص کی الیکٹرانک اور آپٹیکل خصوصیات کو سمجھنا اور انجینئر کرنا ہے۔

"ان نقائص کے درمیان کیمیائی اختلافات ٹھیک ٹھیک ہیں اور مطلوبہ بائنڈنگ کنفیگریشن عام طور پر صرف نانوٹوبس کی اقلیت میں بنتی ہے۔ ایک مخصوص نقص کے ساتھ اور کنٹرول شدہ خرابی کی کثافت کے ساتھ بڑی تعداد میں نانوٹوبس تیار کرنے کے قابل ہونا آپٹو الیکٹرانک آلات کے ساتھ ساتھ برقی طور پر پمپ شدہ سنگل فوٹون ذرائع کے لیے راہ ہموار کرتا ہے، جو کوانٹم کرپٹوگرافی میں مستقبل کی ایپلی کیشنز کے لیے درکار ہیں۔

# # # # # # #

اس تحقیق میں میونخ کی Ludwig Maximilian University اور Meunich Center for Quantum Science and Technology کے سائنسدان بھی شامل تھے۔ نتائج جریدے "نیچر کمیونیکیشنز" میں شائع ہوئے۔

####

مزید معلومات کے لئے، براہ مہربانی کلک کریں یہاں

رابطے:
پروفیسر ڈاکٹر جنا زومسل
49 622-154 5065

کاپی رائٹ © ہائیڈلبرگ یونیورسٹی

اگر آپ کے پاس کوئی تبصرہ ہے، تو براہ مہربانی رابطہ کریں ہم سے.

خبروں کی ریلیز جاری کرنے والے، نہ کہ 7th Wave, Inc. یا Nanotechnology Now، مواد کی درستگی کے لیے مکمل طور پر ذمہ دار ہیں۔

بک مارک: