زگ زیگ کی شکل والے کناروں کے ساتھ گرافین نینو اسٹرکچرز اپنی بہترین الیکٹرانک اور مقناطیسی خصوصیات کی بدولت بہت زیادہ تکنیکی وعدے کو ظاہر کرتے ہیں۔ بدقسمتی سے، ان نام نہاد گرافین نینوریبن (GNRs) کے انتہائی رد عمل والے کنارے ہوا کے سامنے آنے پر تیزی سے انحطاط پذیر ہو جاتے ہیں، اور ان کے عملی استعمال کو محدود کر دیتے ہیں۔ اسپین اور جمہوریہ چیک کی ایک ٹیم اب ان کے تحفظ کے لیے دو نئی حکمت عملیوں کے ساتھ آئی ہے۔ ان حکمت عملیوں کو تکنیکی طور پر اہم کاربن پر مبنی نانو اسٹرکچرز کی دوسری اقسام تک بھی بڑھایا جا سکتا ہے۔
GNRS خاص ہیں کیونکہ ان کے الیکٹرانوں کے رویے کو دھات کی طرح سے سیمی کنڈکٹنگ تک صرف ربن کی لمبائی یا چوڑائی کو ایڈجسٹ کرکے، ان کے کناروں کی ساخت میں ترمیم کرکے یا غیر کاربن ایٹموں سے ڈوپ کر کے بنایا جا سکتا ہے۔ ان تکنیکوں کا استعمال کرتے ہوئے مواد کو مقناطیسی بھی بنایا جا سکتا ہے۔ GNRs کی استعداد انہیں متعدد ایپلی کیشنز بشمول کوانٹم ٹیکنالوجیز کے لیے تعمیراتی بلاکس بناتی ہے۔
مسئلہ یہ ہے کہ GNRs کی غیر معمولی خصوصیات ان کے کناروں کے ساتھ زگ زیگ کے سائز کے حصوں کی موجودگی پر انحصار کرتی ہیں، اور یہ حصے (آرم چیئر کے سائز کے کناروں کے برعکس) ہوا میں غیر مستحکم ہیں۔ اس کا مطلب ہے کہ GNRs کو خلا میں رکھنے کی ضرورت ہے، جس سے انہیں حقیقی دنیا کی ایپلی کیشنز میں ملازمت دینا مشکل ہو جاتا ہے۔
sp3 ترتیب ہوا کے استحکام میں اضافہ کرتی ہے۔
نئے کام میں، تین تحقیقی گروپس کی قیادت میں ڈیماس جی ڈی اوٹیزا کی El Entrego میں نینو میٹریلز اور نینو ٹیکنالوجی ریسرچ سینٹر (CINN)سپین; ڈیاگو پینا سے CiQUS, یونیورڈڈ ڈی ڈی سینٹیگو ڈی کمپسٹیلا، اور پاول جیلینک پر انسٹی ٹیوٹ آف فزکس، چیک اکیڈمی آف سائنسز - زگ زیگ کے سائز کے کناروں کی بڑی کثافت کے ساتھ گرافین نینوریبن کی تنگ پٹیوں کا مطالعہ کیا۔ انہوں نے پایا کہ ہائیڈروجنیٹ ہونے پر، نینو اسٹرکچرز میں کاربن کے ایٹم ایک ایس پی میں دوبارہ ہائبرڈائز ہوجاتے ہیں۔3 ترتیب، جو ہوا میں ان کے استحکام کو بڑھاتا ہے۔ ڈھانچے کو صرف گرم کرکے ان کی اصل حالت میں تبدیل کیا جاسکتا ہے۔ متبادل طور پر، محققین نے پایا کہ وہ نینو اسٹرکچرز کو کیٹون سائیڈ گروپس کے ساتھ فعال بنا کر مستحکم بنا سکتے ہیں۔ مواد کی یہ آکسائڈائزڈ شکل مختلف قسم کے دیگر کیمیکلز کے لیے بھی مستحکم ہے، اور ویکیوم حالات میں ہائیڈروجنیشن اور اینیلنگ کے ذریعے اسے واپس قدیم شکل میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ دونوں صورتوں میں، محفوظ GNRs قدیم نانوسٹریکچرز کی الیکٹرانک خصوصیات کو برقرار رکھتے ہیں۔
اوٹیزا بتاتی ہیں، "ہماری حفاظتی حکمت عملی ہمیں ان مالیکیولز کو غیر فعال ویکیوم ماحول سے باہر لے جانے کی اجازت دیتی ہے،" اوٹیزا بتاتی ہیں۔ طبیعیات کی دنیا. "ان تکنیکوں کو مختلف GNRs اور کاربن پر مبنی نانو اسٹرکچرز کے ساتھ ساتھ مختلف فنکشنل گروپس میں بھی بڑھایا جا سکتا ہے، جس سے یہ زگ زیگ کنارے والے کاربن مواد کو توسیع پذیر حقیقی دنیا کی ایپلی کیشنز میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔"
اسکواشڈ کاربن نانوٹوبس ہموار نینوریبن بناتے ہیں۔
اس سے پہلے کہ یہ ممکن ہو جائے، تاہم، اوٹیزا اور ساتھی تسلیم کرتے ہیں کہ اس پر قابو پانے کے لیے چیلنجز موجود ہیں۔ Peña کی وضاحت کرتا ہے، "ایک کے لیے، 'deprotection' کے اقدامات کے لیے ابھی بھی خلا کے حالات درکار ہیں۔ "اس کا مطلب یہ ہے کہ جب ہم اپنی دلچسپی کے مالیکیولز کو توسیع پذیر ایپلی کیشنز کے لیے مناسب ڈیوائس ڈھانچے میں رکھ سکتے ہیں، تب بھی آلات کو خلا میں کام کرنا چاہیے۔"
اس لیے ایک اضافی قدم کی ضرورت ہوگی، یعنی پورے GNR پر مبنی آلے کی ساخت کو اس طرح سے بچانا جس سے مالیکیول کی کیمسٹری متاثر نہ ہو۔ جیلینک کا کہنا ہے کہ "یہ ایک اہم چیلنج ہے جس سے ہمیں نمٹنے کی ضرورت ہے۔"
مطالعہ شائع کیا گیا ہے نوعیت کی کیمسٹری.
