بررسی فعالیت سطحی گرافن

اخیرا مقاله‌ای در نشریه ACS Nano به چاپ رسیده است که در آن محققان دانشگاه استنفورد عنوان داشتند تک‌ لایه‌های گرافنی که موادی به ضخامت یک اتم هستند فعالیت شیمیایی ۱۰۰ برابر بیشتر از دو یا سه لایه‌های گرافنی دارند. محققان می‌گویند درک فعالیت شیمیایی گرافن کلید به‌کارگیری این ماده در حوزه‌های مختلف است.

اخیرا مقاله‌ای در نشریه ACS Nano به چاپ رسیده است که در آن محققان دانشگاه استنفورد عنوان داشتند تک‌ لایه‌های گرافنی که موادی به ضخامت یک اتم هستند فعالیت شیمیایی ۱۰۰ برابر بیشتر از دو یا سه لایه‌های گرافنی دارند. محققان می‌گویند درک فعالیت شیمیایی گرافن کلید به‌کارگیری این ماده در حوزه‌های مختلف است.

گرافن دارای ویژگی‌هایی نظیر هدایت الکتریکی بالا، سبک بودن و استحکام بالا است بنابراین از آن می‌توان در ادوات انرژی خورشیدی و حسگرهای شیمیایی استفاده کرد. اما هنوز محققان در حال تست ویژگی‌های این ماده هستند. مایکل نیومن فیزیک‌دان دوره پسادکترا دانشگاه استنفورد می‌گوید هدف محققانی که روی گرافن کار می‌کنند این است که از ویژگی‌های منحصر به‌فرد آن بهره‌ببرند. برای این کار بهتر است سطح این ماده از نظر شیمیایی اصلاح شود. در نتیجه دانستن فعالیت شیمیایی گرافن برای اصلاح آن امری حیاتی است، همچنین محققان باید بدانند که چه عواملی روی فعالیت گرافن تاثیر می‌گذارد.
filereader.php?p1=main_9d6be7a965e8692cd
نیومن و جرج دیانکوف با استفاده از اتم‌های هیدروژن بسیار فعال سطح تک لایه‌ها و چند لایه‌های گرافنی را بمباران کردند تا جریانی از گاز باردار، پلاسما، ایجاد شود. زمانی که آنها این گرافن‌ها را در آزمایشگاه بررسی کردند به نتایج جالبی رسیدند. سطح گرافن تک لایه دارای برجستگی و فرورفتگی‌هایی بود که شباهت زیادی به پنیر سوئیسی داشت. نمونه‌های چند لایه که قطرشان از یک نانومتر بیشتر است به ندرت حفره‌دار هستند. نسبت حفره‌ها در تک لایه به چند لایه ۱۰۰ به ۱ بود.

حفره‌ها در گرافن در اثر فعالیت اتم‌های هیدروژن بوجود آمده است در واقع اتم‌های کربن کنده شده با هیدروژن، تشکیل متان داده‌ و از سطح جدا شده‌اند. گرافن‌ها روی زیرلایه اکسید سیلیکون قرار دارد که در فرآیند اچ شدن نیز دخالت می‌کنند. در مورد چند لایه‌ها، اثر زیرلایه کمتر است.

محققان دریافتند که حفره‌های روی تک لایه گرافنی دایره‌ای بوده اما روی گرافن‌های ضخیم‌تر به‌صورت شش‌ضلعی بوده است. دلیل این تفاوت چیست؟ پاسخ این سوال مشخص نیست اما احتمالا اثر زیرلایه روی این امر موثر است. برای روشن شدن این موضوع محققان قصد دارند تا این فرآیند را روی زیرلایه‌های مختلف انجام دهند.

این پروژه یک پژوهش بنیادین است و نمی‌تواند به‌صورت مستقیم روی زندگی روزمره مردم اثر گذارد. البته فناوری‌های بسیاری وابسته به نتایج تحقیقات محققان در سال‌های اخیر بوده است.