ساخت ساختارهای مختلف کربنی با ساییدن کربن بی‌شکل

کربن را می‌توان در ساختارهای مختلفی همچون الماس، گرافیت و نانولوله یافت. دانشمندان دانشگاه شفیلد انگلستان به مطالعه چگونگی تشکیل ساختار مختلف کربن از لایه‌های نازک کربن بی‌شکل به ضخامت ۱۰ تا ۱۰۰ اتم پرداختند. این مطالعات به توسعه روان‌سازها و دستگاه‌های مکانیکی نانومقیاس کمک شایانی خواهد کرد.

کربن را می‌توان در ساختارهای مختلفی همچون الماس، گرافیت و نانولوله یافت. دانشمندان دانشگاه شفیلد انگلستان به مطالعه چگونگی تشکیل ساختار مختلف کربن از لایه‌های نازک کربن بی‌شکل به ضخامت ۱۰ تا ۱۰۰ اتم پرداختند. این مطالعات به توسعه روان‌سازها و دستگاه‌های مکانیکی نانومقیاس کمک شایانی خواهد کرد.

محققان دانشگاه شفیلد انگلستان دریافتند که سایش دولایه‌ی کربن بی‌شکل به یکدیگر باعث ایجاد تغییرات عمیقی در ساختار کربن بی‌شکل گشته، منجر به پدید آمدن کربن با ساختار جدید می‌گردد؛ برای مثال یک تماس میان دو لایه کربن بی‌شکل باعث تولید فیلامنت‌های طویلی از کربن بی‌شکل می‌شود و اگر سایش میان دو صفحه به‌‌آرامی‌ و در درازمدت انجام گردد، صفحه‌ی کربنی شکسته می‌شود و ساختار شکل‌داری همچون گرافیت ایجاد می‌شود. انتقال انرژی ایجادشده در اثر سایش به اتم‌های کربن، موجب تغییر در ساختار اتمی ‌آنها شده، کربنی را ایجاد می‌کند که دارای ساختار جدیدی است. سایش صفحه‌ی کربن با ضخامت ۲۰ نانومتر روی یک صفحه‌ی پاکیزه طلا، منجر به تشکیل ساختاری به نام پیاز کربنی می‌شود.

فراوانی کربن در محیط و سادگی نشست آن بر روی اشیای پیرامون ما و ایجاد لایه‌هایی با ضخامت۱۰ اتم، باعث می‌شود که رفتار کربن بسیار حائز اهمیت باشد، همچنین از کربن برای کاهش اصطکاک در صنعت استفاده می‌شود. در ماشین‌‌آلات صنعتی ـ که قطعات آن با هم درگیرند ـ انرژی زیادی در اثر تماس قطعات هدر می‌رود که با بهره‌گیری از کربن این اتلاف انرژی به حداقل رسیده، طول عمر دستگاه افزایش می‌یابد.

برای مطالعه‌ی رفتارهای کربن در اثر سایش، دستگاه بسیار کوچکی ساخته شد که به‌‌راحتی درون میکروسکوپ الکترونی قرار می‌گیرد. این دستگاه می‌تواند دو صفحه به اندازه‌ی کمتر از ۱۰ نانومتر را به روی هم بساید و در مطالعه‌ی روان‌‌سازها و دستگاه‌های مکانیکی نانومقیاس مورد استفاده قرار گیرد.