ارائه‌ نظریه جدید شیمی برای ساخت نانومواد بهبودیافته

ترکیبات نانومواد به‌دلیل داشتن خواص الکترونیکی، اپتیکی و شیمیایی متنوعی که دارند در کاربردهای مختلف جایگاه خود را باز کرده‌اند. به‌طوری‌که از صنعت مواد شیمیایی و دارویی گرفته تا دستگاه‌های نوری می‌توان از این نانومواد بهره گرفت. بااین‌حال، دانشمندان در خصوص استفاده از فلزات در ساختار نانومواد چندان مطمئن نبودند که فلز در چه جایگاهی روی نانوساختار قرار می‌گیرد و به‌دنبال آن چه تاثیری روی خواص و ثبات آن خواهد گذاشت. همین مسئله باعث افزایش زمان آزمایش‌ها و به‌دنبال آن، هزینه‌های آن‌ها می‌شد.

تا اینکه دانشمندان دانشگاه دانشکده مهندسی سوانسون پیتسبرگ موفق شدند فرضیه‌ی جدیدی برای پیش‌بینی وضعیت فلزات روی ترکیبات نانو ارایه دهند. نتایج پژوهش‌های آن‌ها در ژورنال Physical Chemistry Letters منتشر شد. یافته‌های این پژوهشگران به‌دنبال طراحی یک نانوساختار برای کاربردهای کاتالیزوری به‌دست آمده است. سرپرست این تیم مطالعاتی می‌گوید:

مهندسی اندازه، شکل و ترکیب نانوکلاسترها (نانوساختارهای خوشه‌ای) روشی برای کنترل خواص ذاتی آن‌ها است. در این مورد خاص، ما موفق به کنترل دقیق ابعاد نانوذرات طلا شدیم. پژوهش ما به‌منظور پیش‌بینی بهتر شکل‌‌گیری ترکیبات دو فلزی صورت گرفت؛ درواقع درک این موضوع اجازه می‌داد که پیش‌بینی بهتری بر ساختار این ترکیبات داشته باشیم تا نیازی به حدس و خطا و هزینه‌های اضافی نباشد.

نتایج این مطالعه، این امکان را برای تیم پژوهشی فراهم کرد تا با روش‌های محاسباتی، جایگاه‌های قرارگیری فلزات را در لیگاندهای طلا پیش‌بینی کنند. علاوه‌بر این، آن‌ها توانستند فرضیه‌ی خود را گسترش دهند و کنترل اندازه‌ی دقیق نانوکلاسترهای سنتزشده‌ی طلا را توضیح دهند. سرپرست تیم افزود:

این تئوری محاسباتی می‌تواند روند کشف نانوساختارهای دوفلزی را سریع‌تر کند و در کارهای آزمایشگاهی مورد استفاده قرار بگیرد و به‌دنبال آن، خواص متنوع این مواد گستردگی بیشتری پیدا کند. ازاین‌رو، نتایج پیش رو می‌تواند تاثیرات قابل توجهی در فناوری نانوتکنولوژی پدید آورد.