نوروز 96

تولید نانوساختارهای دی‌اکسید تیتانیوم به روشی ساده و ارزان

پژوهشگران دانشگاه ولی‌عصر رفسنجان با همکاری محققان دانشگاه صنعتی شریف، با استفاده از روشی ساده و بدون نیاز به دستگاه‌های پیچیده موفق به ساخت آزمایشگاهی نانوساختارهای دی‌اکسید تیتانیوم شدند.



به گزارش سرویس علمی ایسنا، در چند دهه‌ گذشته، سنتز نانوساختارهای دی‌اکسید تیتانیوم به دلیل رفتارهای فیزیکی و شیمیایی خاص آن‌ها به طور گسترده‌ای بررسی شده است. این مواد کاربردهای متنوعی از جمله در ساخت سلول‌های خورشیدی حساس شده با رنگ (DSSC)،ذخیره سازی هیدروژن، دستگاه‌های هیبریدی و فوتوکاتالیست‌ها دارند.

در این طرح پژوهشی نیز ساخت و بهینه‌سازی نانولوله‌های اکسید تیتانیوم با روشی ارزان و آسان مد نظر قرار گرفته است.

به گفته‌ی دکتر مسعود کریمی‌پور، از مجریان این طرح، روش‌های بسیاری برای ساخت نانوساختارهای دی اکسید تیتانیوم همانند سل-ژل، رسوب شیمیایی بخار، هیدروترمال و استفاده از امواج فراصوت به کار می‌رود.

در میان روش‌های فوق، روش هیدروترمال مورد استقبال بیشتری قرار گرفته است؛ چرا که ساده بوده و نیازی به امکانات گرانقیمت ندارد. با این حال، هنوز هم خطرات قابل توجهی در کار با دستگاه اتوکلاو در طول این روش سنتز وجود دارد.

در این کار تحقیقاتی، یک روش بسیار ساده برای سنتز نانولوله و و نانوالیاف دی‌اکسید تیتانیوم با تغییر روش هیدروترمال ارائه شده است.

کریمی‌پور گفت: با کنترل اندازه‌ اولیه‌ی ذرات، ‌می‌توان به نانولوله‌هایی با شکل یکنواخت دست پیدا کرد. در این طرح با حذف دستگاه اتوکلاو و پایین آوردن فشار و دما نانولوله‌های اکسید تیتانیوم تولید شده است.

وی در ادامه افزود: عوامل متفاوتی در ساخت نانولوله‌ی دی اکسید تیتانیوم از جمله ماده‌ی اولیه،دما و زمان فرایند هیدروترمال تأثیرگذار است؛ بنابراین در ابتدای این پژوهش به بررسی اثر برخی از این عوامل و بهینه کردن شرایط برای تهیه نانولوله‌های دی‌اکسید تیتانیوم پرداخته شد.

این محقق خاطرنشان کرد: در نتیجه‌ این بررسی‌ها ماده‌ی اولیه‌ بهینه، نانوذره‌ دی اکسید تیتانیوم تشخیص داده شد. پس از تهیه‌ی نانوذره دی اکسید تیتانیوم، تهیه‌ نانولوله‌ی دی اکسید تیتانیوم مورد بررسی قرار گرفت و از نانوساختارهای دی اکسید تیتانیوم به دست آمده، در ساخت سلول خورشیدی حساس شده به رنگ استفاده شد.

وی افزود: نانولوله‌های دی اکسید تیتانیوم به دلیل دارا بودن ساختار لوله‌ای، سرعت انتقال حامل بار بسیار بالاتر و سطح ویژه‌ی فوق‌العاده بیشتری در مقایسه با ذرات کروی دی اکسید تیتانیوم دارند.

به گفته کریمی‌پور، طبق نتایج، استفاده از این نانوساختارها منجر به افزایش بازده سلول خورشیدی به دلیل سطح مؤثر بالای جذب رنگ و انتقال مؤثر الکترون به بستر خواهد شد.

به گزارش ایسنا، این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر مسعود کریمی پور، دکتر مهدی ملایی- اعضای هیأت علمی دانشگاه ولی عصر(عج) رفسنجان، دکتر نیما تقوی‌نیا، عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی شریف، مهندس محسن ملایی و سارا مشحون، دانشجوی دکتری فیزیک دانشگاه صنعتی شریف است.

نتایج این کار تحقیقاتی در مجله‌ی Electronic Materials Letters (جلد 11، شماره 4، سال 2015، صفحات 625 تا 632) منتشر شده است.

منبع :

حد از دیفرانسیل
  برای شرکت در کلاس کلیک کنید( چهارم ریاضی)
دبیر : احسان کریمی