محققان آمریکایی و بلژیکی روشی برای رشد نانولوله های کربنی ارائه کردند که با آن می توان ساختارهای پیچیده سه بعدی تولید کرد. از این روش می توان برای تولید دیرک و میکروفنر استفاده کرد.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، محققان مرکز imec و دانشگاه میشیگان برای اولین بار روشی ارائه کردند که می توان با آن نانولوله های کربنی را روی هم قرار داد.

آنها نتایج کار خود را در قالب مقاله ای تحت عنوان Corrugated Carbon Nanotube Microstructures with Geometrically Tunable Compliance در نشریه «ACS Nano» به چاپ رساندند. با این روش می توان آرایه هایی با ابعاد مختلف از زیر ۱۰ میکرون تا بیش از ۱۰۰ میکرون تهیه کرد. همچنین این امکان وجود دارد که ساختارهای مختلف را روی یک بستر ایجاد كرد. این کار پتانسیل های جدیدی را برای به کارگیری نانولوله های کربنی فراهم می کند. برای مثال می توان میکروسیستم های جدیدی با قابلیت های مختلف ایجاد کرد یا مواد مهندسی شده نظیر سطوح اومنیفوبیک یا چسب های خشک تولید كرد.

برای تولید این ساختارها باید از الگودهی لیتوگرافیک یک فیلم کاتالیستی روی ویفر سیلیکون استفاده کرد. سپس روی این سطح با روش CVD گرمایی و در فشار اتمسفری میکروساختارهای نانولوله کربنی را به صورت تراز شده و عمودی رشد داد. در ادامه میکروساختارهای نانولوله کربنی را با استفاده از فرایند چگالش به صورت اشکال شیب دار در می آورند. در نهایت یک مایع را تبخیر کرده و روی این ساختارها قرار می دهند که به آن مرحله تشکیل ستونی گویند. بعد از آن باید دو مرحله دیگر نیز روی این ساختارها اعمال کرد تا به ساختار سه بعدی مورد نظر رسید. همانطور که در شکل دیده می شود، می توان ساختارهایی با ابعاد مختلف ایجاد کرد. در این پروژه روی تولید کانتالیور (دیرک) و دمنده از جنس نانولوله کربنی تمرکز شده است.

در ابتدا امکان استفاده از این ساختارها به عنوان میکروفنر مورد پژوهش قرار گرفت. نتایج نشان داد که با تغییر شکل هندسی می توان خواص نانولوله کربنی را تغییر داد. انعطاف پذیری این میکروفنر با ضخامت دیواره ها رابطه عکس دارد. از میکروفنرها به صورت تجاری در کارت های پیمایشگر جهت تست ادوات الکترونیکی استفاده می شود.

از این روش برای تولید دیرک نیز استفاده می شود. با رشد مکرر این ساختارها، اشکال نیمه کروی ایجاد می شود که از آن می توان به عنوان دیرک استفاده کرد. این ساختارها می توانند به صورت آرایه های متراکم درآمده و به هر جهت متمایل شوند. پیش بینی می شود که از این ساختارها بتوان برای طراحی سطوح با خواص ترشوندگی ناهمسانگرد و چسب های جهت دار استفاده کرد.