تولید منوکسید گرافن با خواص مناسب برای صنعت الکترونیک

پژوهشگران دانشگاه ویسکونسین میلواکی به شکل کاملا جدیدی از کربن دست یافتند. این ماده از خانواده گرافن بوده که به منوکسید گرافن شهرت یافته است. منوکسید گرافن می‌تواند در نسل جدید قطعات الکترونیکی استفاده شود.

پژوهشگران دانشگاه ویسکونسین میلواکی به شکل کاملا جدیدی
از کربن دست یافتند. این ماده از خانواده گرافن بوده که به منوکسید گرافن
شهرت یافته است. منوکسید گرافن می‌تواند در نسل جدید قطعات الکترونیکی
استفاده شود.

گرافن به‌دلیل خواص منحصر به‌فرد خود می‌تواند انقلابی در
صنعت الکترونیک ایجاد کند. ترانزیستورهای ساخته شده از سیلیکون به‌قدری
کوچک شده‌اند که دیگر به کمترین ابعاد ممکن خود رسیده‌اند بنابراین باید از
مواد دیگر نظیر کربن به‌عنوان جایگزین استفاده کرد. در حال حاضر گرافن
به‌دلیل قیمت بالا، استفاده محدودی دارد. از سوی دیگر تا کنون گرافن یا
به‌صورت عایق و یا رسانای الکتریکی تولید شده است. جانهونگ چن از محققان
این پروژه می‌گوید یکی از انگیزه‌های پژوهشگران در کار با گرافن این است که
بتوانند گرافن را تبدیل به یک نیمه‌هادی کنند. بزرگترین چالش در این مسیر،
اصلاح شیمیایی گرافن است.

منوکسید گرافن دارای ویژگی‌هایی است که تولید
انبوه آن را ساده‌تر از گرافن می‌کند، علاوه‌براین منوکسید گرافن همانند
سیلیکون یک نیمه‌هادی است. بنابراین می‌توان گفت که هر سه ویژگی رسانایی،
عایق بودن و نیمه‌هادی بودن، در این خانواده کربن یافت می‌شود. بنابراین
امکان استفاده از آن در صنعت الکترونیک وجود دارد.

8457.jpg

منوکسید گرافن در حالی ساخته شده که این گروه تحقیقاتی در حال کار روی
مواد هیبریدی مهندسی شده بودند. آنها قصد داشتند تا نانوذرات را روی
نانولوله کربنی قرار دهند. گروه تحقیقاتی چن تصمیم داشت تا از این ماده
برای تولید حسگرهای ارزان با کارایی و عملکرد بالا استفاده کند.

برای
تصویربرداری از این ماده هیبریدی آنها از HRTEM استفاده کردند اما برای
مطالعه این که چه اتفاقی می‌افتد باید معلوم می‌شد که کدام مولکول به سطح
اکسید قلع می‌چسبد. برای این کار روش تصویربرداری مادون قرمز پیشنهاد شد که
قابلیت تعیین گروه‌های شیمیایی را در ماده دارد. از آنجایی که لازم بود تا
سایت‌های درون نانولوله نیز بررسی گردد، نانولوله از هم باز شد و به‌صورت
ورق گرافنی درآمد. این کار آنها را تشویق به تولید گرافن از اکسید گرافن
کرد که به‌سادگی قابل انبوه سازی است.

در یکی از آزمایش‌ها این گروه
تحقیقاتی اکسید گرافن را گرم کردند تا اکسیژن آن احیاء شود. محصولی که
به‌دست آمد منوکسید گرافن بود که در طبیعت وجود ندارد. این چیزی نبود که
آنها انتظار داشتند. این گروه در دماهای مختلف این فرآیند را تکرار کردند و
با تصویربرداری و گرفتن الگوی پراش محصول به‌دست آمده را آنالیز کردند.

منوکسید گرافن به‌دست آمده می‌تواند به‌عنوان آند در باتری‌های یون لیتیوم
مورد استفاده قرارگیرد. در حال حاضر محققان در حال مطالعه عواملی هستند که
موجب تشکیل منوکسیدگرافن می‌شود.