پژوهشگران دانشگاه رایس موفق به ارائه روشی شدند که با آن می‌توان از شکر معمولی،
گرافن با ویژگی‌هایی قابل کنترل تولید کرد. مزیت این روش، سادگی و قابل کنترل بودن
آن است.
یک ترکیب شیمیایی که از شکر معمولی ساخته شده می‌تواند منجر به ساخت قطعات
کامپیوتری بسیار سبک، سریع، ارزان، متراکم و کارا شود. جیمز تور و همکارانش، از
دانشگاه رایس، موفق به ارائه روشی ساده و قابل کنترل برای تولید ورقه‌های دست
نخورده گرافن شدند. انها این ورقه‌ها را از شکر و منابع دیگر کربنی تولید کردند.
چارلز لی، مدیر پروژه AFOSR، می‌گوید دکتر تور به‌دنبال روش شیمیایی است تا با آن
بتواند نانوساختارهایی نظیر نانولوله کربنی و گرافن را با ویژگی‌های از پیش تعیین
شده تولید کند.
در روش ارائه شده توسط این تیم تحقیقاتی، مقداری شکر روی یک فویل مسی قرار داده می‌شود.
سپس این شکر در معرض گاز آرگون و هیدروژن و همچنین فشار و گرما قرار می‌گیرد. بعد
از گذشت ۱۰ دقیقه، شکر تبدیل به کربن شده و یک ورقه نازک گرافنی ایجاد می‌شود. با
تنظیم جریان گاز عبوری، محققان می‌توانند ضخامت ورقه تولید شده را تحت کنترل در
آورند.
استفاده از منابع کربنی جامد نظیر شکر به دانشمندان این امکان را می‌دهد تا از به
کارگیری روش دشواری نظیر رسوب شیمیایی از فاز بخار و همچنین دمای بسیار بالای مورد
نیاز آن، پرهیز کنند. بنابراین با استفاده از این روش تک مرحله‌ای و در دمای پایین،
می‌توان گرافن را به روشی بسیار ساده تولید کرد.
تور می‌گوید، در روش CVD رایج با تنظیم شرایط رشد ورقه، کاتالیست‌های فلزی و منابع
گازی مستمر( CH4 و C2H2) می‌توان کیفیت گرافن تولید شده را بهینه کرد. در این روش
جدید با استفاده از منابع کربنی متفاوت، می‌توان مزایا زیادی نظیری امکان تقویت
گرافن و کنترل ضخامت ورقه را فراهم کرد.
تور معتقد است که تقویت گرافن موجب باز شدن پنجره‌های جدیدی به سوی استفاده از این
ماده در محصولات تجاری و نیروی هوایی آمریکا خواهد شد.گرافن دست نخورده فاقد باندگپ
است اما با تقویت آن می‌توان خواص نوری و الکتریکی را به نحوه دلخواه تغییر داد. با
این کار می‌توان ادوات منطقی و سوئیچ‌های الکترونیکی مبتنی بر گرافن تولید کرد.
گرافن تقویت شده می‌تواند در الکترونیک، فتونیک و کاربردهای ساختاری در نیروی هوایی
استفاده می‌شود.
در حالی که نیروی هوایی آمریکا بروی استفاده از گرافن در بخش الکترونیک متمرکز است،
کاربردهای دیگر آن نظیر استفاده در ادوات شفاف لمسی، فیلم‌های زیست سازگار ویژه
برای جراحی آسیب‌های مغزی نیز مد نظر است.
|
