محققان دانشگاه نورت وسترن، شکل جدیدی از گرافن را تولید کرده‌اند که مشکل به‌هم‌چسبندگی صفحات گرافن را ندارند. در این تحقیق گرافن به شکل توپ ساخته شده است.
ساخت شکل جدیدی از گرافن
گرافن، واحد ساختمانی گرافیت و دارای صفحات کربنی بسیار نازک و به ضخامت یک اتم است. جایزه نوبل فیزیک در سال ۲۰۱۰ به کشف گرافن اختصاص داده شد.
گرافن در ظاهر ماده‌ای با ساختار ساده به‌نظر می‌رسد ولی دانشمندان کاربردهای زیادی را برای آن متصور شده‌اند. تجهیزات الکترونیکی تا مواد کامپوزیت با کارآیی بالا از جمله کاربردهایی است که برای گرافن در نظر گرفته شده است. گرافن ماده‌ای بسیار قوی، رسانایی بالا، بدون ساختار داخلی و مساحت سطح بالا است. تولید انبوه گرافن با مشکلاتی از قبیل چسبندگی صفحات گرافنی مواجه است که باعث کاهش مساحت سطح صفحات گرافنی شده و فرآیندپذیری آنها را مشکل می‌سازد.
محققان دانشگاه نورت وسترن، شکل جدیدی از گرافن را تولید کرده‌اند که مشکل به‌هم چسبندگی صفحات گرافن را ندارند. در این تحقیق گرافن به شکل توپ ساخته شده است.
مواد ساخته شده از گرافن به آسانی به‌هم پیوسته و توده‌ای می‌شوند زیرا بین صفحات گرافن برهم‌کنش قوی وان‌دروالسی به‌وجود می‌آید و فرآیندهایی از قبیل حرات‌دهی، حلال شویی، متراکم سازی و مخلوط کردن با مواد دیگر نیز تحت تاثیر قرار می‌گیرند. صفحات گرافنی به‌هم چسبیده، انعطاف ناپذیر شده و فرآیندپذیری آنها نیز کاهش می‌یابد.
برخی از دانشمندان برای برطرف کردن مشکل صفحات گرافنی، پیشنهاد کرده‌اند تا از مواد غیر کربنی در بین صفحات گرافنی استفاده شود که در این صورت ساختار شیمیایی گرافن تغییر خواهد کرد ولی اگر گرافن به شکل توپ تولید شود علاوه بر این که مشکل به‌هم چسبندگی آنها برطرف خواهد شد، مساحت سطح بالا و ساختار شیمیایی آنها نیز بدون تغییر باقی می‌ماند.
جیاکسین هووانگ، سرپرست گروه تحقیقاتی، اظهار دارد که گرافن‌های توپی شکل دارای خواص الکتریکی همانند صفحات گرافنی هستند ولی در کاربردهایی که به‌مقدار زیادی از مواد نیاز باشد، سودمندتر از صفحات گرافنی هستند. همچنین گرافن‌های توپی شکل در برابر تغییر شکل‌های مکانیکی مقاوم هستند و به‌همین دلیل می‌توانند در کاربردهایی از قبیل ذخیره‌سازی و تبدیل انرژی استفاده شوند.
نتایج این تحقیق در مجله‌ی ACS Nano به چاپ رسیده است.
