ورقه.هایی با ضخامت اتمی، راهی به سوی دستیابی به تکنولوژی.های آینده

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق:

نانوورقه.ای که با میکروسکوپ الکترونی عکسبرداری شده است

راهی جدید برای تجزیه.ی مواد لایه.ای مانند گرافیت به ورقه.هایی با ضخامت برابر تنها یک اتم، می.تواند موجب انقلابی در فن.آوری.های ذخیره.ی انرژی و الکترونیک نوین شود.
به گزارش خبرگزاری الکترونیوز و به نقل از فیزورگ، یک گروه بین.المللی به سرپرستی دانشگاه آکسفورد و دانشمندان دانشگاه ترینیتی دوبلین، روش فراگیری برای ساخت این نانوورقه.های با ضخامت یک اتم در گستره.ای از مواد توسط اعمال پالس.های فراصوتیِ ملایم اختراع کرده است. این روشِ جدید، ساده، سریع و ارزان است و قابلیت ارتقا به کار در مقیاس صنعتی را نیز دارد.
این گروه گزارشی از این پژوهش را در مجله.ی ساینس منتشر نموده است.
هر یک لایه.ی یک میلیمتری از گرافیت، از حدود سه میلیون لایه.ی گرافین-ورقه.ای مسطح از کربن با ضخامت یک اتم- که بر روی هم قرار گرفته.اند، تشکیل شده است.
دکتر والریا نیکولوسی (Valeria Nicolosi) از دانشکده.ی مواد دانشگاه آکسفورد که این پژوهش را به همراه پروفسور جاناتان کولمن (Jonathan Coleman) از دانشگاه ترینیتی دوبلین سرپرستی کرده است می.گوید: «به دلیل خواص الکترونیکی خارق.العاده.، گرافین توجه بسیاری را به خود جلب کرده است و از آنجایی.که فیزیک.دانان امیدوارند که روزی در الکترونیک فرا رسد که گرافین با سیلیکون رقابت کند، این ماده جایزه.ی اخیر نوبل را از آن خود کرده است. امّا در واقع، صدها نوع ماده.ی لایه.ای شکل دیگر هم وجود دارند که می.توانند ما را در ایجاد تکنولوژی.های قدرتمند جدید تواناتر کنند.»
پروفسور کولمن نیز می.گوید: «این گونه مواد جدید، دارای ویژگی.های شیمیایی و الکترونیکی خاصی هستند که آن.ها را برای کاربردهای موجود در ابزارهای الکترونیکی جدید، هم.گذاره.(composite)های خیلی قوی و تولید و ذخیره.ی انرژی به موادی مفید تبدیل کرده است. به.طور ویژه این پژوهش پیشرفت بارزی را به سوی گسترش مواد دمابرقی کارآمد مهیا می.کند.»
در کل بیش از 150 گونه.ی مختلف از این مواد لایه.ای شکل نامتعارف -مانند بور نیتراید، مولیبدِنُم دی.سولفید و تنگستن دی.سولفید- که بسته به ترکیب شیمیایی و آرایش اتم.هایشان قابلیت بودن در حالت فلزی، شبه فلزی یا نیمه.رسانایی را دارند.
پژوهشگران به مدت چند دهه در تلاش بوده.اند تا نانوورقه.هایی از این گونه مواد تهیه کنند، چون مرتب کردن این مواد در شکل.هایی با ضخامت اتمی، ما را قادر خواهد ساخت تا به ویژگی.های غیرعادی الکترونیکی و دمابرقی آن.ها دست پیدا کنیم. با این وجود، همه.ی روش.های پیشین به شدت وقت.گیر و طاقت.فرسا بوده.اند و همچنین مواد منتجه هم شکننده بوده و برای بیشتر کاربردها مناسب نبوده.اند.
دکتر نیکولوسی می.گوید: «روش جدید ما دارای قیمت کم و بازده بسیار بالا است و همچنین یک قابلیت برجسته دارد و آن اینکه ظرف دو ساعت و با تنها یک میلی.گرم از ماده، میلیاردها میلیارد از نانوورقه.های با ضخامت یک اتم با ساختاری شبیه به گرافین را می.توان در آن واحد از خیل گسترده.ی مواد لایه.ای نا متعارف به دست آورد.»
نانو ورقه.های ساخته شده با این روش را می.توان به منظور تولید "پوسته.های پیوندی" که ذاتاً توانایی.های آن.ها را قادر به مجتمع.سازی با تکنولوژی.های متداول می.کند، بر روی سطح سایر مواد مانند سیلیکون پاشید. چنین پوسته.هایی را در کنار موارد دیگر می.توان برای ساخت و طراحی ابزارهای جدید محاسباتی، حس.گرها و یا باتری.ها به.کار گرفت.
گزارشی از این پژوهش به نام " نانوورقه.های دو بعدی تولید شده با رویه.سایی مواد لایه.ای (Two-dimensional nanosheets produced by liquid exfoliation of layered materials)" در شماره.ی 4 فوریه.ی مجله.ی ساینس منتشر شده است.

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 275]