استفاده از هیدروژن برای جدا نگه داشتن ورقه‌های گرافن

گرافن ماده‌ای است ورقه‌ای از جنس کربن با ضخامت یک اتم. این ماده دارای
خواص منحصر به‌فردی بوده که این خواص بستگی به تک لایه‌ای بودن گرافن دارد.
محققان دانشگاه لینکوپیگ نشان دادند که یک دوز مشخص از هیدروژن یا هلیوم می‌تواند
پتانسیل‌های کاربردی گرافن را افزایش دهند. نیروی جاذبه میان اتم‌ها در این
ورقه‌ها موجب می‌شود تا آنها به‌سوی هم کشیده شوند. یک راه برای جلوگیری از
چسبیده شدن گرافن‌ها، افزودن اتم هیدروژن میان لایه‌ها است.

بو سرنلیوس، کسی که رهبری این تحقیقات را به‌عهده گرفته است، به‌همراه دانشجوی
دکتری اسبق خود، ماتیاس بوستورم، کاربردهای متعددی را برای این یافته خود پیدا کرده‌اند.
از این سیستم می‌توان در ذخیره‌سازی هیدروژن موجود در خودروها استفاده کرد. در این
تحقیق از لایه‌های گرافنی که روی بستر کاربید سیلیکون تشکیل شده برای تولید گرافن
تک لایه استفاده شده است. این روش در دانشگاه لینکوپینگ ابداع شده است.

نیروی دافعه میان لایه‌ها بهترین ابزار برای تولید قطعات عاری از اصطکاک در مقیاس
نانو است، برای مثال می‌توان در حسگرها و روبات‌ها برای مقاصد پزشکی از این سیستم
استفاده کرد.

در این تحقیق، از دو ورقه گرافن دست نخورده آغاز کردند که روی زیرلایه دی‌اکسید
سیلیکون قرار داشت. در این حالت میان ورقه‌ها نیروی جاذبه واندروالس وجود دارد که
موجب می‌شود ورقه‌های گرافن به یکدیگر نزدیک می‌شوند. به‌محض این که اتم هیدروژن به
این سیستم افزوده شود، نیروی دافعه افزایش می‌یابد. زمانی که از گاز هلیوم استفاده
می‌شود نیز دقیقا همین اتفاق رخ می‌دهد.

گرافن ماده‌ای است دو بعدی که دارای خواص ویژه‌ای است. این ماده انعطاف‌پذیر، شفاف
و بسیار مقاوم‌تر از الماس است همچنین دارای هدایت الکتریکی بسیار بالایی است. در
سال ۲۰۱۰ آندره گیم و کنستانتین نووسلوف برای کار روی این ماده جایزه نوبل دریافت
کردند.