بررسي استحكام كششي الياف پليمري با نقاط كوانتومي

محققان از نقاط كوانتومي چهارپايه به عنوان پيمايشگر استرس در الياف پليمري استفاده كردند. اين نقاط كوانتومي بدون آسيب زدن به ساختار الياف، امكان تعيين مشخصات آن‌ها را فراهم مي‌كنند.

پژوهشگران آزمايشگاه ملي لورنس موفق به ارائه روشي براي تعيين استحكام كششي الياف پليمري شدند. در اين روش از نقاط كوانتومي چهارپايه براي تعيين مشخصات الياف پليمري استفاده شده است؛ بدون اين كه خواص مكانيكي پليمرها دستخوش تغييري شود.
پاول اليويساتوس و همكارانش در اين پروژه از نقاط كوانتومي سلنيد كادميم استفاده كردند. سلنيد كادميم در مركز قرار گرفته و چهار بازو از جنس سولفيد كادميم آن را احاطه كرده‌اند. اين نقاط كوانتومي با استفاده از الكتروريسندگي وارد بدنه الياف پليمري مي‌شوند.
اليويساتوس مي‌گويد: «با استفاده از فرآيند الكتروريسندگي مي‌توان تا 20 درصد وزني نانوالياف را با نقاط كوانتومي چهار پايه پر كرد در حالي كه خواص مكانيكي الياف تغيير چنداني نمي‌كند. اين نقاط كوانتومي فلورسانس نه تنها مي‌تواند استرس وارد شده بر الياف را نشان دهد بلكه رفتار الياف را در حين وارد كردن فشار مشخص مي‌كند.» او همچنين مي‌افزايد: «نانوبلورهاي چهارپايه به عنوان پيمايشگر فلورسانس استرس در نانوكامپوزيت ريسيده شده مورد استفاده قرار مي‌گيرد.»
نانوكامپوزيت پليمري، به الياف پليمري گفته مي‌شود كه نانوذرات به درون آن وارد شده باشد. چنين نانوكامپوزيت‌هايي مي‌تواند كاربردهاي متعددي در حوزه زيست‌پزشكي و علم مواد داشته باشد. اليويساتوس مي‌افزايد: «درك تداخل ميان پليمر و نانوذرات بسيار مهم است. روش‌هاي مختلفي براي درك اين رفتار ارائه شده است اما همه آن‌ها از اشكالاتي برخوردار هستند؛ براي مثال موجب تغيير ساختار پليمر در مقياس مولكولي مي‌شوند. اما در اين روش بدون اين كه تغييري در ساختار الياف ايجاد شود، نانوذرات درون الياف قرار داده شده است.»
اين نقاط كوانتومي نقش نانوحسگر را ايفا مي‌كنند؛ به اين شكل كه با اعمال فشار، بازوهاي نقاط كوانتومي تغيير وضعيت داده و رنگشان تغيير مي‌كند. روش الكتروريسندگي موجب اتصال بهتر نانوذرات به الياف مي‌شود.
نتايج اين پژوهش در نشريه Nano Letter به چاپ رسيده است.

منبع: نانو