نانورينج

الحلقة النانوية هي بنية نانوية حلقية ذات سمك صغير بما يكفي ليكون على المقياس النانوي (10⁻⁹ ^متر ). تجدر الإشارة إلى أن هذا التعريف يسمح بأن يكون قطر الحلقة أكبر من المقياس النانوي.

تم صنع الحلقات النانوية الأولى من نتريد الغاليوم في عام 2001. ^{[ 2 ]}

تم تحضير حلقات نانوية من أكسيد الزنك ^{[ 3 ]} وحلقات بارا فينيلين ^{[ 4 ]} بالإضافة إلى البورفيرينات. ^{[ 5 ]}

على الرغم من أن قطر الحلقات النانوية قد يكون في النطاق النانوي، إلا أن العديد من هذه المواد يتجاوز قطرها 100 نانومتر، حيث يصل قطر العديد من الحلقات النانوية إلى النطاق الميكروني (10⁻⁶ ^متر ). ولذلك، تُصنف الحلقات النانوية ضمن فئة فرعية من المواد النانوية تُسمى المواد النانوية أحادية البعد (1D). وهي مواد نانوية يكون فيها أحد الأبعاد الفيزيائية الثلاثة في وحدة واحدة من المادة أكبر من النطاق النانوي. ومن الأمثلة الأخرى على المواد النانوية أحادية البعد: الأسلاك النانوية ، والأحزمة النانوية، والأنابيب النانوية ، والصفائح النانوية .

تُصنّع الحلقات النانوية عمومًا باستخدام منهجية التصنيع من الأسفل إلى الأعلى ، نظرًا لأن عمليات التصنيع من الأعلى إلى الأسفل محدودة بسبب الحواجز الإنتروبية التي تفرضها هذه المواد. حاليًا، يكاد عدد تقنيات التصنيع المختلفة المستخدمة لإنتاج هذه الجسيمات يضاهي تنوع أنواع الحلقات النانوية نفسها. إحدى الطرق الشائعة لتصنيع الحلقات النانوية تتضمن أولًا تصنيع أحزمة نانوية أو أسلاك نانوية ذات توزيع غير متجانس للشحنة يتركز على حواف المادة. إذا تحققت هذه المعايير، فقد تتجمع هذه الجسيمات تلقائيًا لتكوين هياكل حلقية، مما يقلل قوى التنافر الكولومبي داخل البلورة الناتجة . ^{[ 8 ]}

لا يمكن تنميتها على مواقع نمو بلورية منفصلة ، ​​وبالتالي لا يمكن تصنيعها على ركيزة ذات قابلية تنبؤ بلورية. ^{[ 9 ]} لذلك، تُصنّع الحلقات النانوية عادةً في وسط مائي عن طريق تهيئة ظروف فريدة من نوعها من الناحية الإنتروبية ، مما يحفز التجميع الذاتي التلقائي للحلقات النانوية. ^{[ 10 ]}

تشمل الطرق الأخرى لتصنيع الحلقات النانوية تجميع حلقة نانوية حول جسيم بذرة صغير يُزال لاحقًا، أو توسيع ولفّ هياكل شبيهة بالبورفيرين لتكوين بنية حلقة نانوية مجوفة. ^{[ 11 ] [ 12 ]}