Language
Country/Area
No result found
التركيبة السحرية بين الكربون والنيتروجين: لماذا تستطيع هذه البنية النانوية أن توجد بشكل مستقر في الفراغ والسائل؟
نانوميش عبارة عن مادة نانوية غير عضوية ثنائية الأبعاد تشبه الجرافين. تم اكتشاف هذه المادة سنة 2003 في جامعة زيورخ في سويسرا، وهي تتكون بشكل أساسي من ذرات البورون (B) والنيتروجين (N)، وتتكون عن طريق التجميع الذاتي في درجة حرارة عالية عن طريق تعريض سطح نظيف من البلاتين أو الروديوم للبورون. مركبات النيتروجين. بنية شبكية منتظمة للغاية. تُظهر الشبكة النانوية تركيبة الثقوب السداسية بتفاصيل كبيرة. وعلى المستوى النانوي، تبلغ المسافة بين مركزي كل ثقبين 3.2 نانومتر فقط، بينما يبلغ قطر كل ثقب حوالي 2 نانومتر وعمقه 0.05 نانومتر. ترتبط المناطق السفلية بشكل وثيق بالمعادن الأساسية، في حين ترتبط المناطق العلوية بالسطح فقط من خلال قوى تماسك قوية داخل الطبقة.
"لا تتمتع الشبكة النانوية بالثبات في الفراغ والهواء وبعض السوائل فحسب، بل يمكنها أيضًا تحمل درجات حرارة تصل إلى 796 درجة مئوية (1070 كلفن)."
ما يميز هذه الشبكة النانوية المكونة من البورون والنيتروجين هو قدرتها على التقاط الجزيئات ومجموعات المعادن ذات الحجم المماثل لثقوب الشبكة النانوية وتشكيل ترتيب منظم. تجعل هذه الخصائص المادة مفيدة بشكل محتمل في تطبيقات مثل وظائف السطح، والإلكترونيات الدورانية، والحوسبة الكمومية، ووسائط تخزين البيانات مثل محركات الأقراص الصلبة.
الهيكل
تعتبر شبكة نانوية من نتريد الهيدروجين (h-BN) عبارة عن طبقة واحدة من نتريد البورون السداسي المتكون من خلال عملية التجميع الذاتي على ركيزة مثل بلورات الروبيديوم (Rh(111)) أو البلاتين (Ru(0001)). ثابت الشبكة الخاص بها هو 3.2 نانومتر، وتتكون الخلية الوحدوية من 13x13 ذرة BN أو 12x12 ذرة Rh، مما يعني أنه في خلية وحدة واحدة، توجد 13 ذرة بورون أو نيتروجين على 12 ذرة روبيديوم. ونتيجة للاختلاف في القوة الجذبية لبعض الروابط الكيميائية، فإن هذا يسبب تقلبات (تموجات) في النانومش، مما يؤثر بدوره على خصائصها الكهربائية.
"يميز المجهر النفقي الماسح (STM) بوضوح بين منطقتين مختلفتين من الشبكة العصبية؛ منطقة مرتبطة بقوة تقع داخل المسام ومنطقة أضعف تقع داخل الشبكة المتصلة."
الميزات
أظهرت هذه الشبكة النانونية استقرارًا في بيئات مختلفة، بما في ذلك الهواء والماء والإلكتروليتات. بالإضافة إلى ذلك، فهو مقاوم لدرجات الحرارة تصل إلى 1275 كلفن دون أن يتحلل. هذه الثباتات الرائعة تمكن الشبكة النانوية من العمل كسقالة لمجموعات النانو المعدنية والتقاط الجزيئات بشكل فعال في ترتيبات منتظمة. على سبيل المثال، عندما يتم تبخير الذهب (Au) على الشبكة النانوية، تتشكل جسيمات نانوية من الذهب ذات أشكال دائرية مميزة، والتي تتركز في ثقوب الشبكة النانوية.
"وهذا يعني أن المسافات بين الجزيئات في هذه الأنظمة واسعة والتفاعلات بين الجزيئات ضعيفة، وهو ما قد يكون موضع اهتمام في تطبيقات مثل الإلكترونيات الجزيئية وأجهزة الذاكرة."
الإعداد والتحليل
تم إنشاء شبكات النانو الأنيقة عن طريق التحلل الحراري لـ HBNH، وهي مادة عديمة اللون تكون في حالة سائلة في درجة حرارة الغرفة. يتم طلاء سطح Rh(111) أو Ru(0001) في بيئة خالية من الغبار، ويتم زرع مركبات نتريد البورون بواسطة الترسيب الكيميائي للبخار (CVD) والحفاظ عليها عند 796 درجة مئوية (1070 كلفن) للتفاعل. وبعد ذلك، تمت ملاحظة بنيته باستخدام تقنيات مثل المجهر النفقي الماسح والحيود الإلكتروني منخفض الطاقة.أشكال أخرى وآفاق مستقبلية
لم ينجح الترسيب الكيميائي للبخار لمركبات نتريد البورون على ركائز أخرى في إنتاج شبكات نانوية مموجة. على النيكل والبلاتين، لوحظت طبقة BN مسطحة، بينما على الموليبدينوم لوحظت بنية مقشرة. تسلط هذه النتائج الضوء على تفرد بنية الشبكة النانوية والسلوك الكيميائي أثناء تكوينها.عندما نفكر في التطبيقات المحتملة لهذا الهيكل النانوي، كيف يمكن أن يؤثر على علم المواد والتطورات التكنولوجية المختلفة في المستقبل؟
