نانو پیلارها(nanopillar ) فناوری در حال ظهور در حوزه ی نانو ساختارهاست . نانو پیلارها، نانو ساختارهای ستونی شکل به قطر 10 نانو متر هستند که می توانند با هم در آرایه هایی شبیه به شبکه گروبندی شوند . این مواد نوعی از فرا ماده ( meta material ) هستند . به این معنی که نانو پیلارها خاصیت  و صفات خود را  از درون ساختارهای طراحی شده مصنوعی میگیرند . هر نانو پیلار به تنهایی دارای شکل ستون مانند در پایین و یک پایان تیز مخروطی در بالای صفحه است . این شکل به همراه خاصیت  نانو پیلارها به گروه بندی ، ویژگیهای منحصر به فردی به این نانو ساختارها میدهد .  این مواد کاربردهای مختلفی همچون پنل های خورشیدی کارآمد ،تجزیه و تحلیل با وضوح بالا و سطوح ضد باکتری  دارند اما کاربرد آنها به این موارد محدود نمی شود .

کاربرد :

پنلهای خورشیدی :

با توجه به انتهای مخروطی ، نانو پیلارها در گرفتن و به دام انداختن نور بسیار کارآمد هستند . سطوح جمع کننده ی انرژی خورشیدی که با نانو پیلارها پوشش داده شده اند  ، سه برابر بیشتر از سلولهای خورشیدی ساخته شده از نانو سیم ها کارآمد ترند .  در مقایسه با مواد نیمه رسانای معمولی ، مواد کمتری برای ساخت سلولهای خورشیدی از نانو پیلارها نیاز است. همچنین این مواد در طول فرآیند تولید ماندگاری خوبی دارد . همین ویژگی به تولید کنندگان  اجازه میدهد از مواد و روشهای ارزانتر برای تولید پنل های خورشیدی استفاده کنند . محققان به دنبال قرار دادن ناخالصی در انتهای  نانو پیلارها هستند تا مقدار زمانی که فوتون به دور ستون میچرخد را افزایش دهند . اینکار مقدار نور گرفته شده را نیز افزایش میدهد.

سطوح ضد باکتری :

نانو پیلارها علاوه بر کاربردهای الکترونیکی می توانند دفاع طبیعی را نیز تقلید کنند. بالهای ملخ از میله های ریز شبیه نانو پیلارها پوشیده شده است . هنگامی که باکتری به بالهای ملخ برخورد میکند ،درون میله ها به دام می افتد . این میله ها اجازه ی خروج باکتریها را نیمدهند بنابراین آنها در میله باقی مانده و در نهایت میمیرند . از آنجایی که میله های موجود در بال ملخ به همان اندازه ی نانو پیلارهاست ، امکان کپی و تقلید این رفتار برای انسان نیز وجود دارد . سطوح پوشیده شده با نانو پیلارها میتواند عاری از هر میکروبی باشد . اگر این مواد به تولید انبوه برسد و در تمامی سطوح قرار گیرد ، خطر انتقال بیماریها از طریق لمس سطوح آلوده نیز کاهش می یابد .

آنالیز مولکولی با وضوح بالا :

یکی دیگر ا ز کاربردهای نانو پیلارها، مشاهده سلول است . نور به خوبی در نانو پیلارها گرفته می شود ، تابشی که نانو پیلارها از خود منتشر میکنند در ناحیه ی 150 نانو متر تحلیل می رود  . از انجایی که این مسافت پایین تر از طول موج نور است ، به محققان این اجازه را میدهد که بدون دخالت نور زمینه،  اشیای کوچک را مشاهده کنند . این موضوع در تجزیه و تحلیل سلولی بسیار مفید و کارآمد است . سلولها به دلیل اندازه ی کوچک نانو پیلارها دور آن جمع می شوند .

تاریخچه :

 در سال 2006 ، محققان دانشگاه Nebraska-Lincoln روشی کارآمد و ارزان برای تولید نانو پیلارها گسترش دادند. آنها از ترکیب لیتو گرافی نانو کره ها با سونش یونی (Reactive Ion Etching )استفاده کردند تا گروه بزرگی از پیلارهای سیلیکونی به اندازه ی 500 نانو متر را تولید کنند . سپس در سال 2010 دانشمندان موفق به تولید نانو پیلارهایی با انتهای مخروطی شدند .

فرآیند تولید :تولید و ساخت نانو پیلارها فرآیند ساده اما طولانی است که ممکن است ساعتها طول بکشد . فرآیند ساخت نانو پیلارها با آندی کردن یک قالب ورق آلومینیومی با ضخامت 2.5 میلی متر شروع می شود .آندی کردن ورقه باعث ایجاد حفره هایی به عمق میکرومتر و پهنای 60 نانومتر   در این ورقه ها می شود .مرحله بعدی آماده سازی ورقه با اسید فسفریک است که باعث گسترش اندازه ی حفرات تا 130 نانو متر می شود. آندی کردن دوباره ی ورقه باعث ایجاد عمق بیشتر در آن میشود . سپس اضافه کردن مقدار اندکی طلا به این فرآیند ، باعث کاتالیز واکنش شده و رشد مواد نیمه رسانا را تسریع میکند . بعد از خراشیده شدن آلومینیوم ،انبوهی از نانو پیلارها داخل پوششی از اکسید آلومینوم باقی می ماند .

منبع : wikipedia