جیمز هون از محققان دانشگاه کلمبیا می‌گوید گرافن مستحکم‌ترین ماده‌ای است که تا کنون کشف شده است. اخیرا مقاله‌ای توسط هون و همکارانش در نشریه Science به چاپ رسیده است که محققان نشان داده‌اند که گرافن حتی اگر از دانه‌های بلوری مختلف بوجود آمده باشد باز هم مستحکم‌ترین ماده طبیعت است و استحکام آن مشابه یک بلور کامل گرافنی است. این پژوهش به بحث‌های اخیر و تناقضات میان محاسبات نظری و نتایج آزمایشگاهی پایان می‌دهد.
استحکام بالای گرافن‌های حاوی نقص ساختاری
جیمز هون از محققان دانشگاه کلمبیا می‌گوید گرافن مستحکم‌ترین ماده‌ای است که تا کنون کشف شده است. اخیرا مقاله‌ای توسط هون و همکارانش در نشریه Science به چاپ رسیده است که محققان نشان داده‌اند که گرافن حتی اگر از دانه‌های بلوری مختلف بوجود آمده باشد باز هم مستحکم‌ترین ماده طبیعت است و استحکام آن مشابه یک بلور کامل گرافنی است. این پژوهش به بحث‌های اخیر و تناقضات میان محاسبات نظری و نتایج آزمایشگاهی پایان می‌دهد.
گرافن ماده‌ای است که از شبکه‌های لانه زنبوری تشکیل شده است. هون از محققان این پروژه می‌گوید ما در اولین مقاله خود که در سال ۲۰۰۸ در نشریه Science به چاپ رساندیم نشان دادیم که گرافن عاری از نقص دارای استحکام ذاتی بسیار بالایی است. اما گرافن کامل و بی‌نقص تنها در ابعاد بسیار کوچک یافت می‌شود و گرافن‌ها در ابعاد بزرگ دارای مرز دانه هستند و همین گرافن‌های بزرگ هستند که می‌توانند در محصولات مورد استفاده قرار گیرند. در این مقاله دومی که در Science به چاپ رساندیم نشان دادیم که گرافن نقص‌دار نیز بسیار مستحکم است.
پیش از این گزارشاتی منتشر شده بود مبنی بر این که گرافن نقص دار ساختار ضعیفی دارد اما نتایج ما این گزارشات را رد می‌کند. این گروه برای انجام این پروژه روش جدیدی ارائه کردند که در آن گرافن در حین انتقال دچار آسیب نشود.
محققان این پروژه کنجکاو بودند تا بدانند چرا در آزمایشات قبلی گرافن دارای مرز دانه ساختاری ضعیفی داشته است. آنها در نهایت دریافتند که نمونه‌ای که با روش CVD ساخته می‌شود در حین جدا کردن از زیرلایه مس دچار آسیب می‌شود. این گروه نشان دادند که گرافنی که با استفاده از CVD در ابعاد بزرگ تولید می‌شود همان استحکام ورقه‌های کوچک و بی‌نقص را دارد.
نتایج این پژوهش بسیار جالب توجه است زیرا از گرافن‌ها در ابعاد بزرگ می‌توان در محصولات استفاده کرد. از این نوع گرافن‌ها می‌توان در ادوات الکترونیکی انعطاف‌پذیر استفاده کرد. در آینده نزدیک از این ماده می‌توان در تولید تلویزیون‌های رول شونده استفاده کرد. همچنین دانشمندان به‌دنبال یک ایده علمی تخیلی هستند: آسانسوری از زمین به ماهواره، این کار می‌تواند با استفاده از گرافن صورت پذیرد. گرافن تنها ماده‌ای است که به‌دلیل داشتن نسبت استحکام به وزن بالا، ملزومات تحقق این رویا را داراست. این گروه تحقیقاتی می‌گوید حساسیت گرافن دو بعدی نسبت به مرز دانه بیشتر از گرافن سه بعدی است.
