دانشمندان توانستهاند با استفاده از قطعهای از گرافن به ضخامت یک لایه اتمی، به یک رکورد جدید دست یابند. این قطعه میتواند با سرعت ۶۰ میلیون دور در دقیقه و سریعتر از هر شی دیگری بچرخد.
چرخاندن قطعات گرافن با سرعت بسیار بالا
دانشمندان توانستهاند با استفاده از قطعهای از گرافن به ضخامت یک لایه اتمی، به یک رکورد جدید دست یابند. این قطعه میتواند با سرعت ۶۰ میلیون دور در دقیقه و سریعتر از هر شی دیگری بچرخد.
گرافیت از ورقههای کربن که روی هم انباشته شدهاند، تشکیل میشود. هر یک از این ورقههای منفرد گرافن نامیده میشوند که ویژگیهای جدیدی همچون استحکام بسیار زیاد از خود نشان میدهند.
بروس کین در دانشگاه مریلند در کالج پارک، قطعات باردار گرافن با عرض یک میکرومتر را درون یک اتاقک خلأ اسپری نمود. میدانهای الکتریکی نوسانگر در داخل این اتاقک قطعات گرافن را میان هوا به دام انداخته و به صورت معلق نگه میدارند.
وی سپس با استفاده از یک تابش نوری قطبیده حلقوی، این ذرات را وادار به چرخش نمود. این امر نشان میدهد که نور قطبیده حلقوی ممان خود را به اشیایی که در مسیر حرکت آن قرار دارند، منتقل میکند. در نتیجه این کار قطعات گرافن شروع به چرخش با سرعت ۶۰ میلیون دور در دقیقه کردند که بالاتر از سرعت چرخش هر شی میکروسکوپی است که تاکنون مشاهده شده است.
قبلاً بلورهای میکروسکوپی با استفاده از فناوری دیگری که تله اُپتیکی نامیده میشود، با سرعت۳۰۰۰۰ دور در دقیقه به چرخش درآمده بودند. کین میگوید به لطف استحکام مکانیکی بالای گرافن، قطعات این ماده در این سرعت بالا از هم نمیپاشند.
او میافزاید با در نظر گرفتن استحکام مکانیکی گرافن، تکههای این ماده تنها با سرعت یک هزارم بیشینه سرعت تئوری که برای این ماده متصور است، میچرخند. از نظر تئوری با تنظیم شرایط آزمایش میتوان این تکهها را با سرعتی بیشتر از این مقدار به چرخش درآورد.
کین میگوید چرخاندن گرافن میتواند برای بررسی ویژگیهای آن و یا دستکاری آن با روشهای جدید مورد استفاده قرار بگیرد. او میافزاید: «فکر میکنم توانایی شناور کردن یک ماده در هوا همراه با قابلیت چرخاندن آن میتواند امکان ابداع روشهای جدیدی برای تغییر، دستکاری، و یا رشد قطعات کوچک گرافن را فراهم نماید».
چانگو لی در دانشگاه Sungkyunkwan در سووان کره جنوبی که روی استحکام گرافن کار کرده است، با این ایده موافق است. او میگوید: «زمانی که گرافن با سرعت بسیار بالا میچرخد، همانند خمیر پیتزا کش میآید که این امر دانشمندان را قادر میسازد پدیدههای فیزیکی جذابی را مشاهده کنند».
جزئیات این تحقیق در مجله Physical Review B منتشر شده است.