امکان طراحي الکترود آلي با قابليت کليدزني

[somina]

شيميدانان مازندراني، با بهره‌گيري از تک‌لايه‌هاي خودسامان، توانستند امکان طراحي الکترودهاي آلي را فراهم نمايند.

در دانشگاه مازندران پژوهشي با هدف طراحي يک الکترود آلي با قابليت کليدزني بر پايه تک‌لايه‌هاي خودسامان انجام شده است.

مواد قابل کليدزني به موادي گفته مي‌شود که تحت يک فرايند دوپينگ شيميايي، الکتروشيميايي يا الکتريکي قادر به نوسان بين دو حالت عايق و هادي باشند. موادي که قادر به انجام سريع‌تر اين نوسان‌ها باشند، مطلوب‌تر خواهند بود. چنين موادي در فناوري انتقال اطلاعات و کنترل‌هاي اتوماتيک داراي اهميت هستند.

خانم سحر رشيد نديمي از محققان اين طرح، در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه توسعه فناوري نانو گفت: «ضخامت تک‌لايه‌هاي خودسامان معمولاً در حدود 3-1 نانومتر است. تشکيل تک‌لايه‌هاي خودسامان (با ضخامت و ساختار مناسب) روي سطح الکترود موجب عايق شدن سطح مي‌گردد». در اين کار تحقيقاتي ابتدا تک‌لايه خودسامان دودکان تيول در سطح الکترود طلا تشکيل گرديد. چنين تک‌لايه‌اي شامل يک لايه مولکولي از اين ترکيب آلي است که از طريق انتهاي گوگردي به بستر طلا اتصال يافته است. سپس الکترود پوشيده شده با تک‌‌لايه‌ خودسامان در محلول آنتراسن در تتراهيدروفوران، قرار داده شد. به دليل تمايل آنتراسن به بافت آلي تثبيت شده در سطح الکترود، اين ترکيب به داخل نقص‌ها، حفرات و احتمالاً بافت آلي نفوذ کرده و با عمل به عنوان يک نانومدار مناسب و هدايت الکتريسيته از طريق پيوندهاي π مزدوج موجب بازيابي رسانايي الکترود گرديده است. در ادامه با قرار دادن اين الکترود در حلال تتراهيدروفوران خالص، آنتراسن سطح الکترود را ترک نموده و الکترود دوباره به حالت عايق بازگشته است. نوسان بين دو حالت عايق و هادي به دفعات با قرار دادن الکترود در محلول آنتراسن و حلال خالص قابل انجام است.

به گفته پژوهشگر اين طرح، استفاده از آنتراسن به دليل ارزاني و فراواني اين ماده، موجب برتري اين پژوهش نسبت به موارد مشابه‌اي است که از نانولوله‌هاي کربني يا نانوذرات فلزي (مانند طلا و پلاتين) به عنوان يک نانومدار استفاده مي‌کنند.

نتايج اين پژوهش، ثابت مي‌کند که مواد آروماتيک آلي که در حالت توده‌اي، در طبقه‌بندي مواد عايق قرار دارند، در مقياس نانو و در حالت مولکولي با جهت‌گيري مناسب، قادر به هدايت الکتريسيته از طريق پيوندهاي π مزدوج هستند.

جزئيات اين پژوهش که با راهنمايي دکتر جهانبخش رئوف و همکاري دکتر رضا اوجاني انجام شده، در مجله Electrochimica Acta (جلد 53، صفحات 7265- 7261، سال 2008) منتشر شده‌است.