बिना बर्बादी के कार्बन नैनोट्यूब पैटर्न बनाने की नई तकनीक

रूस के स्कोल्टेक के शोधकर्ताओं ने चीन के हार्बिन इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी और रूस के आईटीएमओ विश्वविद्यालय के साथ मिलकर काम किया। उन्होंने सिंगल-वॉल्ड कार्बन नैनोट्यूब फिल्मों को बिना सामग्री बर्बाद किए पैटर्न में ढालने की एक विधि विकसित की है। लाइट: एडवांस्ड मैन्युफैक्चरिंग जर्नल में छपी यह तकनीक, ऑप्टिकल उपकरणों और यांत्रिक तनाव सेंसर में इस्तेमाल होने वाले नैनोट्यूब पैटर्न को सस्ता बनाने में मदद कर सकती है।

आमतौर पर, एक सतत फिल्म जमाकर और ज़रूरत न होने वाले हिस्सों को घोलकर हटाकर ही सिंगल-वॉल्ड कार्बन नैनोट्यूब फिल्मों को पैटर्न में ढाला जाता है। इसमें 90 प्रतिशत तक नैनोट्यूब बर्बाद हो सकते हैं और बचे हुए की गुणवत्ता भी घट जाती है, अध्ययन के सह-लेखक और स्कोल्टेक फोटोनिक्स के एसोसिएट प्रोफेसर दिमित्री क्रास्निकोव यह बताते हैं। नई विधि में, चाहे गए पैटर्न के उल्टे आकार वाले लेज़र-कट गर्म धातु स्टेंसिल को करीब 200 मेगापास्कल दबाव पर एक नाइट्रोसेल्युलोज़ झिल्ली पर दबाया जाता है, जिससे जहां नैनोट्यूब नहीं चाहिए वहां के छिद्र बंद हो जाते हैं।

इस तरह दबाई गई झिल्ली, कार्बन नैनोट्यूब फिल्में बनाने की मानक तकनीक एरोसोल केमिकल वेपर डिपॉज़िशन के लिए एक पुन: इस्तेमाल होने वाला टेम्पलेट बन जाती है। नैनोट्यूब एरोसोल सिर्फ खुले छिद्रों से होकर गुज़रता है और सही जगह पर ठीक से जम जाता है, इसमें घोलना, सॉल्वेंट या कोई बाहरी सामग्री शामिल नहीं होती। पुराने संस्करण में, अनचाहे हिस्सों को ढकने के लिए तांबे की परत चढ़ाई जाती थी, जो केवल सतत पैटर्न तक सीमित थी और तांबा नैनोट्यूब से चिपककर उनकी गुणवत्ता बिगाड़ देता था। नई गर्म-दबाव विधि इन दोनों समस्याओं से बचती है।

टीम ने 100 माइक्रोमीटर तक छोटे आकार वाले पैटर्न बनाकर दिखाए। उन्होंने एपॉक्सी आधार पर W-आकार के नैनोट्यूब पैटर्न से बना एक यांत्रिक तनाव सेंसर भी परखा, जिसकी चालकता में बदलाव पहले की ऐसी ही सेंसरों से कम से कम तीन गुना ज़्यादा था, और यह 3,000 भार-चक्रों तक स्थिर रहा। दोबारा इस्तेमाल किए गए स्टेंसिल से बनी फिल्मों में हर बार सिर्फ कुछ प्रतिशत का ही फ़र्क़ आया। अध्ययन के मुख्य लेखक और स्कोल्टेक शोध प्रशिक्षु निकिता रागिनोव कहते हैं कि यह तरीका ऑप्टिक्स, इलेक्ट्रॉनिक्स और सेंसिंग के क्षेत्रों में बड़े स्तर पर लागू किया जा सकता है।