تغییر ساختار گرافن و الصاق مواد مختلفی روی آن

محققان آمریکایی شکل ویژه‌ای از گرافن را تولید کرده‌اند که می‌تواند در حوزه‌های مختلف مورد استفاده قرار گیرد. آنها با هیدروژناسیون گرافن، آن را به سوپر شبکه تبدیل کرده و سپس روی گرافن عناصر مختلفی را قرار دادند.

محققان آمریکایی شکل ویژه‌ای از گرافن را تولید کرده‌اند که می‌تواند در حوزه‌های
مختلف مورد استفاده قرار گیرد. آنها با هیدروژناسیون گرافن، آن را به سوپر شبکه
تبدیل کرده و سپس روی گرافن عناصر مختلفی را قرار دادند.

مرکز تحقیقات علمی نیروی هوایی با همکاری دانشگاه رایس گرافن‌هایی مناسب برای مصارف
شیمی آلی ساخته‌اند. از این گرافن‌ها به خصوص در حسگرهای شیمیایی پیشرفته، مدارهای
الکترونیکی و مواد مصنوعی می‌توان استفاده کرد.

از زمانی که آندره گیم و کنستانتین نوفوسلوف از دانشگاه منچستر به‌دلیل آزمایشات
خود روی گرافن موفق به دریافت جایزه نوبل فیزیک در سال ۲۰۱۰ شدند، تحقیقات و
دستاوردها در حوزه گرافن به‌شدت افزایش یافته است. البته آزمایشات مربوط به گرافن
چند دهه است که انجام می‌شود.

یکی از آزمایشگاه‌هایی که روی این ماده به‌مدت طولانی تحقیق کرده است، آزمایشگاه
جیمز تور در دانشگاه رایس است. محققان این آزمایشگاه روشی برای اتصال مولکول‌های
آلی مختلف به ورقه گرافن یافته‌اند که با این کار می‌توان از این ماده در حوزه‌های
مختلف استفاده کرد. این گروه تحقیقاتی یک روقه لانه زنبوری از اتم‌های کربنی را
به‌نحوی تغییر ساختار دادند که تبدیل به یک سوپرشبکه شود.

هرچند که کربن اصلی‌ترین قسمت واکنش‌های شیمیایی آلی است، اما گرافن یک مشکل بزرگ
دارد، این ماده دارای نقش خنثی در این واکنش‌ها بوده و هیچ تاثیری روی واکنش‌های
شیمیایی آلی ندارد. تیم تحقیقاتی دانشگاه رایس این مشکل را حل کرده است، برای این
کار آنها گرافن را با هیدروژن ترکیب کردند. با هیدروژنه کردن گرافن، ساختار لانه
زنبوری گرافن تغییر کرده و به‌صورت ساختاری دو بعدی و نیمه‌هادی سوپر شبکه در
می‌آید که به آن گرافان گویند.

فرآیند هیدروژناسیون می‌تواند به‌نحوی انجام شود که الگوهایی ویژه روی سوپر شبکه
ایجاد شود سپس مولکول‌های ویژه‌ای را به نقاطی که هیدروژن وجود دارد متصل کرد. با
اتصال این کاتالیست‌های مولکولی ویژه می‌توان پتانسیل‌های مختلفی را در گرافن ایجاد
کرد. با این کار نه تنها می‌توان زیربنایی را برای تولید مواد آلی مبتنی بر گرافن
ایجاد کرد بلکه از آن می‌توان در حوزه‌های مختلف از قبیل الکترونیک، نور و همچنین
مواد مصنوعی استفاده کرد. علاوه‌براین از آنها می‌توان در ادوات ترموالکتریک و
حسگرهای شیمیایی و پاتوژنی استفاده نمود. زیبایی این فرآیند در این است که در ادوات
آینده که دارای ابعاد بسیار کوچکی هستند می‌توان از این ماده استفاده کرد. محققان
این پروژه معتقدند که شیمی گرافن می‌تواند در مواد هوشمند استفاده شود.