۱-۱-۳- سرمایه گذاری
نانوفناوری طی ۱۰ سال گذشته سرمایه ­گذاری قابل­توجهی را به خود اختصاص داده است. سرمایه گذاری دولت­ها مابین سالهای ۱۹۹۷ و ۲۰۰۵ چیزی در حدود ۱۸ میلیارد دلار تخمین زده می شود.
^[۱]
اخیراً سرمایه ­گذاری­های چند جانبه­ای توسط دولت­های آمریکا، اروپا، ژاپن و بقیه­ی کشورهای جهان صورت گرفته است که فقط در سال ۲۰۰۳ بالغ بر ۳ میلیارد دلار بوده است.
برای مثال در ایالات متحده آمریکا بنیاد ملی نانو ^۶(NNI) یک برنامه­ی ملی برای هماهنگ کردن تلاش­ های موسسات مختلف در زمینه ­های دانش، مهندسی و فناوری نانو است. بودجه­ی سال ۲۰۰۷ آمریکا مبغلی در حدود ۱.۲ میلیارد دلار به بنیاد اختصاص داد و کل سرمایه ­گذاری انجام شده از سال تأسیس آن یعنی سال ۲۰۰۱ تاکنون ۶.۵ میلیارد دلار بوده است و اخیراً به صورت سالیانه ۳ برابر بودجه­ی سال اول را شامل می­ شود. این سرمایه ­گذاری تولیدات زیادی که اساسش نانوتکنولوژی است و یا شامل نانومواد می­شوند، از جمله آنهایی که هم­اکنون در بازار موجود است را موجب شده است^[۲] .{۵}

۱-۲- نانو لوله های کربنی
نانولوله­های کربنی سامانه­های نانوی منحصر به فرد با خصوصیات مکانیکی و الکترونیکی فوق العاده­ هستند که از ساختار مولکولی غیرمعمول آنها سرچشمه می­گیرد.
یک نانوله­ی کربنی ایده­­­آل را می­توان یک گرافیت تک لایه (ورق گرفن) که برای ساختن یک استوانه­ی یکپارچه­ی تو خالی رُل شده است در نظر گرفت. این استوانه­ها می­توانند با ابعادی به کوچکی ۷.۰ نانومتر ده­ها میکرون طول داشته باشند و در هر دو سر با کلاهک­های شبه فولرنی بسته شده اند.
^[۳]
شکل۱.۱. رول شدن ورق گرافن و تبدیل آن به نانولوله.{۱۶و۱۷}
یک نانوله­ی کربنی که ضخامت دیواره­ای به اندازه­ یک ورقه­ی کربنی داشته باشد نانولوله­ی کربنی تک دیواره یا (SWCNT)⁷ نامیده می­ شود. بر اثر برهمکنش­های واندروالسی آنها اغلب در زنجیره­های طولانی متراکم می­شوند. آرایش­های منظمی از SWCNT ها در یک شبکه­ سه­گوش گرد هم می­آیندSWCNT ها را میتوان بلوک­های سازنده­­ی نانولوله­های کربنی چند دیواره MWCNT⁸ در نظر گرفت، که درحقیقت آرایش متحدالمرکزی از SWCNT ها با افزایش ضخامت هستند. MWCNT ها نیز معمولا میکرونها درازا دارند،با قطر خارجی در حدود دو تا ده­ها نانومتر و با طیف گسترده­ای از ساختارها . {۱۶و۱۷}
شکل۲.۱. انواع مختلف از نانو ساختارها. {۱۶و۱۷}
۱-۲-۱- زمینه تاریخی
اکتشاف نانولوله­های کربنی از علاقه­ محققان به مواد کربنی پیرو سنتز ساختار­های قفس مانند به نام فولرنها در دانشگاه رایس به وسیله­ کروتو، اسمالی و همکاران در دهه ۸۰ میلادی سرچشمه می­گیرد. در سال ۱۹۹۱ لیجیما در لابراتوار NEC در ژاپن، برای اولین بار نانولوله­های کربنی را با بهره گرفتن از میکروسکوپ انتقال الکترونی با وضوح بالا ^۹(HRTEM) مشاهده کرد. همزمان ، دانشمندان روس در انستیتو شیمی­فیزیک مسکو مستقلاً CNT و کلاف­های نانولوله­ای را در مقیاس بسیار کوچکتری کشف کردند. هر دو گروه تحقیقاتی MWCNT ها را مشاهده کرده بودند.
^[۴]
مدتی بعد، در سال ۱۹۹۲ گروه لیجیما^۱۰ و بتون^۱۱ در لابراتوار IBM برای اولین بار SWCNT ها را مشاهده کردند.
در همان زمان، مطالعات تئوری زیادی انجام شد که پیش ­بینی می­کرد نانولوله­ها می­توانند بر اساس ضخامت و کایرالیته­شان (چرخش شش­گوشه ها با تقید به محور اصلی نانولوله) خاصیت فلزی یا نیمه­رسانایی داشته باشند.
این پیش ­بینی­های تئوری مهیج علاقه­ فوق العاده زیادی که CNTها در جامعه­ تحقیقاتی به وجود آورده­اند و تلاش­هایی که دانشمندان برای غلبه بر مشکلات بزرگی که در آغار برای رشد، خالص­سازی و دستکاری CNTها داشته اند را توجیه می­ کند.
تنها چند سال بعد از کشف CNT ها در سال ۱۹۹۸ پیش ­بینی­های تئوری مبتنی بر خواص الکترونیکی آنها با آزمایشاتی به اثبات رسید، و هم اکنون طیف بی­نهایت گسترده­ای از تحقیقات در زمینه ی نانو الکتریک، انتقال دارو و مواد پر انرژی با بهره گرفتن از CNTها در حال انجام است.{۱۶و۱۷}
^[۵]
شکل ۳.۱. بسته شدن انتهای نانولوله ها به وسیله ی کلاهک {۱۶و۱۷}
شکل ۴.۱. انواع نانولوله­ها از نظر کایرالیتی {۱۶و۱۷}
شکل ۵.۱. زوایای مربوط به جهت رول شدن ورقه ی گرافن برای تشکیل نانولوله {۱۶و۱۷}
۱-۳- ایمیدازول
۱-۳-۱- تعریف
ایمیدازول یک ترکیب آلی با فرمول شیمیایی C₂N₂H₄ است. این ترکیب دارای جرم مولی ۶۷.۰۷۷ گرم بر مول است و شکل ظاهری آن به صورت جامد زرد کمرنگ یا سفید است.
برای اولین بار دباس^۱۲ منشا ترکیب را کشف کرد و آن را بوسیله گلی اوکسال و آمونیاک تهیه کرد و نام گلی اوکسالین^۱۳ را پیشنهاد کرد. این نام هنوز هم در ادبیات مدرن استفاده می شود.
نام ایمیدازول برای اولین بار توسط هانچ^۱۴ ارائه شد و او آن را به عنوان یک آزول پنج عضوی که یک سیستم حلقوی پلی هترو آروماتیک، شامل یک نیتروژن نوع سوم است طبقه بندی کرد.{۵}
^[۶]
شکل ۶.۱. ایمیدازول{۶}
شماره گذاری صحیح حلقه ایمیدازول در بالا نشان داده شده است. نیتروژن امین در موقعیت ۱ قرار می گیرد و شماره گذاری در اطراف حلقه به سمت نیتروژن نوع سوم انجام می گیرد و در موقعیت ۳ نیتروژن نوع سوم قرارمی گیرد.
^[۷] قرار گرفتن یک استخلاف در موقعیت ۲ مشکلی ایجاد نمی کند، زیرا این موقعیت نسبت به نیتروژن ها متقارن است.این نامگذاری برای بیشتر کمپلکس ها مناسب است. اما هنگامی که یک استخلاف در موقعیت ۴ یا ۵ قرار می گیرد، نامگذاری متفاوت خواهد بود.هیدروژن آمین با توجه به اینکه استخلاف روی کدام موقعیت (۴ یا ۵) قرار می گیرد با بهره گرفتن از خاصیت توتومری^۱۵ شدن، بر روی نیتروژن ها انتقال می یابد، که در شکل زیر نشان داده شده است:
شکل ۷.۱. توتومری شدن {۶}
^[۸] شکل ۸.۱. حالتهای مختلف از استخلافهای قرار گرفته در موقعیت های ۴و۵ {۶}
برای قرار دادن استخلاف بر روی نیتروژن آمین، هیدروژن آمین بر اثر توتومری شدن توسط استخلافهای دیگر جایگزین می شود. در شکلهای زیر نشان داده شده است :
شکل ۹.۱. حالت های مختلف از استخلافها بر روی آمین{۶}
۱-۴- خواص فیزیکی ایمیدازول ها
۱-۴-۱- نقطه ذوب و جوش
ایمیدازول دارای نقطه ذوب ۹۰ درجه سانتیگراد و نقطه جوش ۲۵۶ درجه سانتیگراد است.در جدول ۱.۱ نقطه جوش تعدادی از ترکیبات هتروسیکل پنج عضوی نشان داده شده است.ایمیدازول و ۱و۲و۴تری آزول دمای جوش بالایی دارند. پیرازول در مقایسه با فوران و پیرول دمای جوش بالایی دارد، در صورتی که اختلاف قابل توجهی در جرم ملکولی آنها وجود ندارد.
جدول ۱.۱. دمای جوش ترکیبات هتروسیکل پنج عضوی{۶}