نازک‌ترین درخت کریسمس جهان به اندازه یک اتم است

نازک‌ترین درخت کریسمس جهان با ضخامتی نزدیک به یک اتم، توسط تیمی از محققان دانشگاه صنعتی دانمارک (DTU) ساخته شده است. این درخت که از گرافن ساخته شده، ضخامتی در حد یک سوم نانومتر دارد.

که به عنوان یک «مواد شگفت‌انگیز» علمی شناخته می‌شود، از یک لایه منفرد و دو بعدی از اتم‌های کربن تشکیل شده است که به صورت ساختاری لانه زنبوری قرار گرفته‌اند. این ماده با پردازش شیمیایی گرافیت (ماده ارزان قیمت موجود در مغز مدادها) ساخته می‌شود و از هر ماده دیگری قوی‌تر، سفت‌تر و در هدایت الکتریسیته و گرما از بسیاری از ترکیبات بهتر است. گرافن پتانسیل بالایی برای ساخت وسایل الکترونیکی انعطاف‌پذیر، پنل‌های خورشیدی، فیلترهای آب و حسگرهای زیستی دارد.

پیتر بوگیلد، کارشناس فناوری‌نانو در توضیح داد: «اگرچه این ماده از جنس کربن است، اما گرافن در عین حال حتی رسانا‌تر از مس است.»

این ماده معمولاً روی فویل مسی در حدود ۱۸۳۲ درجه فارنهایت (۱۰۰۰ درجه سانتیگراد) رشد داده می‌شود و پس از آن به لایه مورد نظر منتقل می‌شود. در مرحله بعد، گرافن با تابش تراهرتز اسکن می‌شود تا اطمینان حاصل شود که هدایت الکتریکی خود را حفظ می‌کند، که برای بسیاری از کاربردهای صنعتی بالقوه آن بسیار مهم است.

پروفسور بوگیلد گفت: «ما قدم بسیار مهمی برداشته‌ایم. ما یک دستگاه لمینیت را به یک سیستم انتقال رول به رول تبدیل کرده‌ایم. این فناوری، به آرامی لایه گرافن را از رول مسی که لایه گرافن روی آن رشد کرده است بلند می کند و بدون اینکه بشکند، چروک یا آلوده شود، آن را روی فویل پلاستیکی حرکت می‌دهد. وقتی آن را با سیستم تراهرتز ترکیب می‌کنیم، می‌توانیم فوراً ببینیم که آیا فرآیند به خوبی پیش رفته است یا خیر، یعنی گرافن ناگسستنی با مقاومت الکتریکی پایین داریم یا خیر.»

محققان “درخت کریسمس” را از یک رول ۳۰ فوتی از گرافن بریدند.  پیتر بوگیلد می‌افزاید: «حتی اگر بتوانید یک درخت کریسمس را با مداد نقاشی بکشید و آن را از روی کاغذ بردارید، که به طور مجازی این همان کاری است که ما انجام داده‌ایم، قطعا ابعاد آن ضخیم‌تر از یک اتم خواهد بود. یک باکتری ۳۰۰۰ برابر ضخیم‌تر از لایه گرافنی است که ما استفاده کردیم. به همین دلیل است که من به جرات می‌توانم این درخت را باریک‌ترین درخت کریسمس جهان بنامم.»

پیتر بوگیلد و همکارانش در مجله ۲D Materials روش تولید گرافن را به طور کامل توضیح داده‌اند.