یژگی‌های آن است. سیوفانی48 اولین بررسی‌ها را در این زمینه بر روی این نانو لوله‌ها انجام داد.[40] نتایج بررسی‌های او نشان داد که این مواد تاغلظت ?g/ml 5/0 سازگار با محیط بدن انسان هستند. اما در غلظت‌های بالاتر، خصلت سمیت کمی از آن دیده شد.[41] مطالعات مشابه بسیاری در این زمینه انجام شد و نتایج حاصل شده باعث شد که از این نانو لوله‌ها به عنوان حامل مولکول‌های بیولوژیکی و درمان برخی بیماری‌ها استفاده شود.[12]
1-6-6-4- کاربردهای دیگر
هرچند گزارشات و تحقیقات چندانی در مورد نانو لوله‌های بورون نیترید در دست نیست و برخی هم براساس یافته‌های تئوری استوار است اما برخی یافته‌های جالب هم قابل توجه می‌باشد. برای مثال هوانگ49 و همکارانش سنسور pH‌ای در حد میکرومتر بر پایه نانو لوله‌های بورون نیترید چند دیواره‌ای ساختند. مکانیزم سنسور بر پایه pH وابسته به سیگنال‌های لومینانس و رامان موجود در مولکول‌های فلورسانس کننده در نانو لوله‌های بورون نیترید است.[42] لی50 ا‌ُسیلاتوری گیگاهرتزی از نانو لوله بورون نیترید دارای دو دیواره‌ ساخت که فرکانسی51 بالاتر از نانو لوله کربنی حاصل می‌کند.[43] در شکل (1-7) تصاویری از نانو لوله‌های فنجانی52 و بامبو53 مانند آورده شده است.
شکل (1-7) (a) تصویر TEM از نانو لوله بورون نیترید با ساختار فنجانی انباشته. (b) تصویر بزرگنمایی شده HREM نانو لوله (c) مدل ساختاری نانو لوله دارای چهار دیواره‌ای با ساختار فنجانی انباشته (d) تصویر TEM از نانو لوله بامبو مانند و (e) تصویر بزرگنمایی شده HREM مربوط به بخشی از تصویر d که با فلش سفید نشان داده شده است.
1-7- مروری بر تحقیقات گذشته
جی آو54 و همکاران(2004) ساختار و پایداری ایزومرهای نانو لوله B28N28 را بررسی کردند. آنها ابتدا کلیه ساختارهای ایزومری را در قالب تئوری تابعیت چگالی،55 DFT با استفاده‌ از متد و تابع پایه
B3LYP/6-316 بهینه کردند و بررسی‌های آنها نشان داد که شباهتی بین ساختار قفسی مانند B24N24 و B28N28 وجود ندارد. در مورد ایزومرهای B28N28 ، آن ساختاری که 6 مربع، 24 شش وجهی و تقارن T دارد، به اندازه kcal/mol 5/26 پایدارتر ساختار ایزومری است که 2 قفس، 8 مربع، 20 شش وجهی و تقارن C4h دارد.[44]
وو56 و همکاران (2004) در پروژه‌ای مشابه ساختار و پایداری ایزومرهای قفسی شکل نانو لوله B32N32 را بررسی کردند. آنها ابتدا ساختارها را با روش DFT و ترکیبی از متد و تابع پایه B3YP/6-31 G* بهینه نموده و بررسی‌های خود را ادامه دادند. آنها نتیجه گرفتند که ساختار B32N32 شبیه ساختار B28N28 است اما متفاوت از ساختار B24N24 می‌باشد. از بین ایزومرهای موجود، ساختاری که 6 مربع، 28 شش وجهی و تقارن T دارد به میزان kcal/mol49/6 پایدارتر از ایزومری است که دو قفس، 8 مربع و 24 هشت وجهی دارد. به علاوه آنها دریافتند که ساختارهای شامل هشت وجهی و یا ده وجهی در اندازه‌های کوچک یا بزرگ می‌تواند پر انرژی تراز ساختارهایی باشد که فقط از مربع یا شش وجهی شکل گرفته‌اند.[45]
سو57 و همکاران (2005) در دانشگاه آزاد لاهیجان و تهران ساختار نانو لوله‌های بورون نیترید حاصل از عناصر گروه سوم مثلاً بور، آلومینیوم و گالیم را بررسی کردند.
آنها ساختارهای مختلفی از نانو لوله‌های کربن، بورون نیترید، گالیم نیترید و آلومینیوم نیترید، از جمله ساختار صندلی شکل، زیگزاگی را از طریق تئوری تابعیت چگالی با متد B3LYP و تابع پایه 6-31G(d) بهینه کردند. بعد آنالیزهای متناوب و منظمی برای یافتن پایداری این ساختارها و نیز یافتن توابع ترمودینامیکی آنها محاسبات و مطالعات آنها نشان داد که برخلاف نانو لوله‌های کربن و بورون نیترید، تشکیل ساختار نانو لوله‌ای از آلومینیوم نیترید و گالیم نیترید غیرمحتمل است و دلایل آن هم‌پوشانی ضعیف بین اوربیتال‌های Pz مربوط به آلومینیوم یا گالیم با نیتروژن می‌باشد به علاوه مطالعات نشان داد که ساختار خمیده بنزن با حلقه شش عضوی مدل بسیار مناسب بررسی پایداری نانو لوله‌هایی با هیبریداسیون SP2 می‌باشد.[46]
سیف و همکاران (2008) در پروژه تحقیقاتی که دانشگاه آزاد بروجرد انجام گرفت، پارامترهای رزونانس مغناطیسی هسته58 (NMR) مربوطه به دو نانولوله را بررسی کردند که یکی ساختار دست نخورده و دیگری ساختار ناخالص‌سازی شده با کربن ساختار زیگزاگی(0 و10) بورون نیترید بودند. ساختار اولی از 40 اتم B و 40 اتم N ساخته شده و دومی از جای‌گذاری سه اتم اکسیژن در ساختار که اغلب به‌جای اتم‌های نیتروژن در حلقه قرار می‌گیرند، حاصل شده است. به بیان ساده ترکیبی از تئوری تابعیت چگالی و متد B3LYP به‌کار گرفته شد تا تأثیر ناخالص‌سازی ساختار با اکسیژن در ساختار حلقه مانند، بر روی خواص الکترواستاتیک ساختار فوق ارزیابی شود. برای این منظور ابتدا هر دو ساختار بهینه‌سازی شدند و بعد مقدار تنسور محافظت شیمیایی59(CS) در ساختارهای بهینه شده محاسبه شد و نهایتاً به تنسورهای محافظت شیمیایی ایزوتروپیک60 (CSI) و محافظت شیمیایی آنیزوتروپیک61 (CSA) تبدیل شدند. با مقایسه مقادیر حاصل از محاسبات مشخص شد که:
1- ساختار نانو لوله موجود، دو انتها دارد که قطر این دو انتها که مختوم به اتم‌های بور و نیتروژن هستند یکسان نبوده و بخش مختوم به نیتروژن عریض‌تر است.
2- ساختار نانو لوله موجود دو انتهای مختلف دارد که قطر دو منتها الیه مختوم به بور و نیتروژن یکسان نبوده و قسمت مختوم به نیتروژن عریض‌تر است.
3- اگر بخواهیم در ساختار نانو لوله سه اتم اکسیژن را به جای سه اتم بورون قرار دهیم، حلقه باز شده و ساختار نانو لوله از هم می‌پاشد.
4- در ساختار خطی، پارامترهای رزونانس مغناطیسی هسته حاصل، چند لایه با خواص اکی‌والان62 را برای ما تعیین می کند که در بخش مختوم به بور، کمترین مقدار محافظت شیمیایی ایزوتروپیک و در بخش مختوم به نیتروژن بیشترین مقدار آن مشاهده شده است. از آنجایی‌که بخش مختوم به بور کمترین دانیسته الکتریکی و قسمت مختوم به نیتروژن بیشترین دانسیته الکتریکی را دارد، می‌تواند به ترتیب به عنوان پذیرنده و دهنده الکترون در مدل خطی باشد.
5- نتایج حاصل نشان می‌دهد که لایه‌های دوم و سوم بور و نیتروژن عموماً نتایج مشابهی را ارائه می‌کنند. پس می‌توان این نتایج و پارامترهای رزونانس مغناطیسی هسته مربوط به آنها را به نانو لوله‌های بزرگ‌تر هم بسط داد.
6- در مدل ناخالص شده با اکسیژن، اتم‌های ناخالص ساز، مقدار محافظت شیمیایی را فقط در سایت‌هایی که حلقه را می‌سازند و اتم‌های مجاور به حلقه Boroxol را تحت تأثیر قرار می‌دهند و باقی اتم‌های بور و نیتروژن عموماً بدون تغییر باقی می‌مانند.[47]
بشرا و همکاران (2000) در بررسی‌های خود بر روی نانو لوله (4 و 4) بورون نیترید کار کردند. آنها ابتدا مطالعات تئوری تابعیت چگالی را برای مشخص کردن تأثیر ناخالص‌سازی با لیتیم بر روی ویژگی‌های ساختاری الکتریکی نانو لوله (4 و 4) بورون نیترید با استفاده از محاسبات ثابت کوپلینگ چهار قطبی و پارامترهای رزونانس مغناطیسی هسته(NMR) مربوط به هسته‌های نیتروژن و بور انجام دادند. برای این منظور آنها ابتدا دو ساختار موجود یعنی ساختار خالص و ساختار ناخالص شده با لیتیم مربوط به نانو لوله (4 و 4) بورون نیترید را با متد B3LYP و تابع پایه 6-31G** بهینه‌سازی کردند. سپس محاسبات کووانتومی خود را بر روی ساختارهای بهینه شده انجام دادند تا پارامترهای رزونانس مغناطیسی هسته(NMR) و ثابت کوپلینگ چهارقطبی63(Qce) مربوط به هسته‌های بور و نیتروژن موجود در این دو ساختار را به دست آوردند. نهایتاً تعدادی نتایج عمده به دست آمد که عبارتند از:
1- برای مدل‌های خالص و ناخالص شده با لیتیم مقادیر به‌دست آمده تفاوت محسوسی با هم ندارند.
2- طی فرآیند بهینه‌سازی ساختار، متوسط طول پیوند بین بور و نیتروژن، برای ساختار خالص و متوسط ساختار ناخالص برابر 46/1 به‌دست آمد. هرچند که طول پیوند بین بور و نیتروژن در انتهای لایه‌ها در مدل ناخالص تا 39/1 هم متغیر بود.
3- مقایسه‌ی مدل‌های بهینه شده خالص و ناخالص نشان داد که تغییرات زاویه پیوندی64 نیتروژن ـ بور ـ نیتروژن و بور ـ نیتروژن ـ نیتروژن در ساختار نانو لوله عکس همدیگرند.
4- محاسبات مقادیر ثابت کوپلینگ چهارقطبی و مقایسه مقادیر رزونانس مغناطیسی هسته نشان داد که چهار لایه اکی‌والان در مدل‌های موجود، وجود دارد.