به گزارش خبرگزاری مهر، گرافن ماده ای است که از یک لایه اتمهای کربن ساخته شده است. این ماده به دلیل رسانایی بسیار بالایی که دارد می تواند تحولی در علم مواد به خصوص در ساخت نیمه رساناهای جدید، پانلهای خورشیدی فتوولتائیک و تراشه های رایانه ای ایجاد کند اما این ماده تاکنون به دلیل نقایصی که دارد وارد عرصه تجاری نشده است.
این نقایص در فرایندهای تولید گرافن ظاهر می شود. در حقیقت در تولید ورقه های گرافن از فرایندی به نام "اکسید گرافن کاهیده" استفاده می شود. پس از پایان این فرایند، بیشتر این ورقه های دو بعدی کاملا از کربن تشکیل شده اند اما در برخی موارد در مشبکهای ورقه، همچنان اتمهای اکسیژن باقی می مانند و همین مسئله موجب آرایش اتمی ناهماهنگ گرافن می شود.
محققان دانشگاه بروان کشف کردند که در ماده اکسید گرافن، اتمهای اکسیژن یا هیدروژن جای اتمهای کربن را می گیرند. با به کارگیری گرما برخی از اتمهای اکسیژن با اتمهای هیدروژن پیوند می خورند و می توانند به صورت آب از واکنش خارج شوند اما برخی از اتمهای اکسیژن بسیار مقاومند.
این محققان از شبیه سازیهای دینامیک مولکولی برای مشاهده آرایش اتمی ورقه گرافن و برای درک اینکه چرا بعضی از اتمهای اکسیژن در ساختار باقی می مانند استفاده کردند. به این ترتیب دریافتند که این اتمهای اکسیژن پیوندهای دوگانه ای را با اتمهای کربن ایجاد می کنند و به این ترتیب یک آرایش اتمی بسیار پایدار را شکل می دهند.
براساس گزارش نیچر، به همین منظور با افزودن مقداری هیدروژن مازاد به این واکنش موفق شدند تکنیک جدیدی را ارائه کنند.
این تکنیک جدید اجازه می دهد که در جاییکه اتمهای اکسیژن با اتمهای کربن پیوند خورده اند هیدورژن افزوده شده وارد عمل شود و با ایجاد پیوند با اکسیژن آن را از ورقه جدا کنند. به این ترتیب یک ورقه گرافن کاملا تصفیه شده با آرایش اتمی منظم به دست می آید.
نظر شما