به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، در چند دهه گذشته، سنتز نانوساختارهای دی‌اکسید تیتانیوم به دلیل رفتارهای فیزیکی و شیمیایی خاص آن‌ها به طور گسترده‌ای بررسی شده است.
این مواد کاربردهای متنوعی از جمله در ساخت سلول‌های خورشیدی حساس شده با رنگ «DSSC»،ذخیره سازی هیدروژن، دستگاه‌های هیبریدی و فوتوکاتالیست‌ها دارند. در این طرح پژوهشی نیز ساخت و بهینه سازی نانولوله‌های اکسید تیتانیوم با روشی ارزان و آسان مد نظر قرار گرفته است.
دکتر مسعود کریمی پور مجری این طرح با بیان اینکه روش‌های بسیاری برای ساخت نانوساختارهای دی اکسید تیتانیوم همانند سل-ژل، رسوب شیمیایی بخار، هیدروترمال و استفاده از امواج فراصوت به کار می‌رود، گفت: در میان این روشها، روش هیدروترمال مورد استقبال بیشتری قرار گرفته است، چرا که ساده است و نیازی به امکانات گران قیمت ندارد.
وی افزود: با این حال، هنوز هم خطرات قابل توجهی در کار با دستگاه اتوکلاو در طول این روش سنتز وجود دارد. اما در این کار، یک روش بسیار ساده برای سنتز نانولوله و و نانوالیاف دی‌اکسید تیتانیوم با تغییر روش هیدروترمال ارائه شده است.
کریمی‌پور با بیان اینکه با کنترل اندازه اولیه ذرات، می‌توان به نانولوله‌هایی با شکل یکنواخت دست پیدا کرد، اظهار داشت: در این طرح با حذف دستگاه اتوکلاو و پایین آوردن فشار و دما نانولوله‌های اکسید تیتانیوم تولید شده است.
وی ادامه داد: عوامل متفاوتی در ساخت نانولوله دی اکسید تیتانیوم از جمله ماده اولیه، نسبت مولی مواد، دما و زمان فرایند هیدروترمال تأثیرگذار است، بنابراین در ابتدای این پژوهش به بررسی اثر برخی از این عوامل و بهینه کردن شرایط برای تهیه نانولوله‌های دی‌اکسید تیتانیوم پرداخته شد.
وی گفت: در نتیجه این بررسی‌ها ماده اولیه بهینه، نانوذره دی اکسید تیتانیوم تشخیص داده شد و پس از تهیه نانوذره دی اکسید تیتانیوم، تهیه نانولوله دی اکسید تیتانیوم مورد بررسی قرار گرفت و از نانوساختارهای دی اکسید تیتانیوم به دست آمده، در ساخت سلول خورشیدی حساس شده به رنگ استفاده شد.
کریمی پور تاکید داشت: نانولوله‌های دی اکسید تیتانیوم به دلیل دارا بودن ساختار لوله‌ای، سرعت انتقال حامل بار بسیار بالاتر و سطح ویژه فوق‌العاده بیشتری در مقایسه با ذرات کروی دی اکسید تیتانیوم دارند. طبق نتایج، استفاده از این نانوساختارها منجر به افزایش بازده سلول خورشیدی به دلیل سطح مؤثر بالای جذب رنگ و انتقال مؤثر الکترون به بستر خواهد شد.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های مسعود کریمی پور و مهدی ملایی، اعضای هیات علمی دانشگاه ولی عصر(عج) رفسنجان، نیما تقوی نیا عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی شریف، محسن ملایی و سارا مشحون دانشجو دکتری فیزیک دانشگاه صنعتی شریف است. نتایج این کار در مجله Electronic Materials Letters (جلد ۱۱، شماره ۴، سال ۲۰۱۵، صفحات ۶۲۵ تا ۶۳۲) منتشر شده است.
نظر شما