پژوهشگران دانشگاه کرنل موفق شدند تا جزئیاتی با قدرت تفکیک اتمی از ورقه‌ی گرافن ارائه کنند. آنها با استفاده از الگوی پراش میکروسکوپ الکترونی و رنگ‌آمیزی گرافن به بررسی مرزهای دانه در این ماده پرداختند. این کار به درک بیشتر خواص الکتریکی و مکانیکی گرافن کمک شایانی می‌کند.
ارائه‌ی روشی برای مطالعه‌ی بنیادی در گرافن
از آنجا که گرافن قابلیت و ویژگی‌های منحصربه‌فردی دارد که می‌تواند موجب بهبود هر محصولی، از پیل‌های خورشیدی گرفته تا صفحات تلفن همراه، شود به همین دلیل دانشمندان روی این ماده متمرکز شده‌اند.
گرافن‌ها به‌صورت ورقه‌های کامل رشد نمی‌کنند، آنها معمولاً به شکل ورقه‌هایی تکهتکه که به هم متصل شده‌اند، ایجاد می‌شوند؛ به‌طوری که شبکه‌های لانه‌ی زنبوری در مرزهای هر تکه، با تکه‌ی مجاور کاملاً هم‌تراز نشده است. از آنجا که این ناهمگونی در مرز تکه‌ها وجود دارد، دانشمندان نمی‌دانند که آیا وجود این مرزها خواص ویژه‌ی گرافن را تحت تأثیر قرار می‌دهد یا خیر. آیا ورقه‌های تکهتکه به هم متصل شده‌ی گرافن، خواص مشابه بلورهای گرافن کامل را داراست؟
برای مطالعه بر روی این ماده، محققان غشاهایی از گرافن را روی بستر مس رشد دادند و برای جدا کردن این ورقه‌ها از بستر، راه جدیدی را ارائه کردند.
در قدم بعد، محققان از گرافن با استفاده از میکروسکوپ الکترونی، الگوی پراش گرفتند تا ببیند که الکترون چگونه در زاویه‌های خاصی جهش می‌کند و سپس با استفاده از رنگ، زاویه‌ها را مشخص می‌کنند. با به‌کارگیری رنگ‌های مختلف در هر جهش الکترونی، پژوهشگران توانستند روش ساده‌ای را برای تصویربرداری از مرزهای دانه‌ی گرافن بر طبق جهت‌گیری‌هایشان ارائه کنند
به گفته‌ی دیوید مولر، استاد مؤسسه‌ی کاولی در دانشگاه کرنل، لازم نیست که شما تک تک بخش‌های گرافن را بررسی کنید، کافی است که از دور به گرافن قرارگرفته روی بستر نظاره کنید. در این روشی که ما ارائه کردیم، مطالعه‌ی هر اتم لازم نیست، زیرا اطلاعات بلوری فیلتر شده‌است.
تحلیل نتایج نشان داد که تشکیل دانه‌های درشت‌تر خواص هدایت الکتریکی گرافن را بهبود نمی‌دهد، در حالی که پیش از این تصور می‌شد افزایش اندازه‌ی دانه، هدایت الکتریکی را افزایش می‌دهد. این اطلاعات موجب می‌شود دانشمندان راه‌های بهتری برای رشد و به‌کارگیری گرافن پیدا کنند.
این پروژه با حمایت بنیاد ملی علم در مرکز تحقیقات مواد در دانشگاه کرنل و پیشگامی مهندسی و علم نانو انجام شده‌است.
