سرهم‌بندی اتم به اتم نانو روبان‌های گرافنی

به گزارش ایسنا و به نقل از نیو اطلس، گرافن ماده شگفت آوری است که می‌تواند شکل‌های مختلفی از نوارهای شفاف که پشه‌ها را دور می‌کند تا توپ‌های مچاله شده که می‌تواند باعث افزایش ایمنی باتری‌ها شود، برای تحقق اهداف مختلف به خود بگیرد.

یکی از مواردی که دانشمندان به طور ویژه از آن هیجان زده شده‌اند، نانونوارها یا نانوروبان‌ها برای کاربردهای ذخیره انرژی و محاسبات است، اما تولید این نوارهای بسیار نازک گرافنی کاری دشوار است. دانشمندان اکنون به موفقیت چشمگیری در این زمینه دست یافته‌اند و روشی را ابداع کرده‌اند که به آنها این امکان را داده است تا برای اولین بار به طور مؤثر نانونوارهای گرافن را به طور مستقیم روی سطح نیمه‌رساناها تولید کنند.

برخلاف ورقه‌های اتم‌های کربن که در الگوهای لانه زنبوری، گرافن سنتی را تشکیل می‌دهند، نانونوارهای گرافن از نوارهای نازک به عرض تنها یک اتم تشکیل شده‌اند.

این ماده از پتانسیل زیادی به عنوان یک جایگزین ارزان و کوچک برای ترانزیستورهای سیلیکونی که از سرعت بیشتری برخوردار هستند و از انرژی کمتری استفاده می‌کنند یا به عنوان الکترود برای باتری‌هایی که می‌توانند تنها در پنج دقیقه شارژ شوند، برخوردار است.

پروفسور "کنستانتین آمشاروف" استاد دانشگاه مارتین لوتر آلمان گفت: به همین دلیل است که بسیاری از گروه‌های تحقیقاتی در سراسر جهان تلاش خود را بر روی نانوروبان‌های گرافن متمرکز می‌کنند.

به طور کلی، نانونوارها یا نانوروبان‌های گرافن امروزه روی سطوح طلا ترکیب می‌شوند، چرا که طلا به عنوان یک کاتالیزور برای شکل‌گیری آنها عمل می‌کند، اما طلا گران و رسانای برق است که باعث خنثی شدن خواص نانوروبان‌ها می‌شود و موجب اشکالاتی می‌شود که تاکنون استفاده از آنها را در خارج از آزمایشگاه محدود کرده بود. بنابراین نانوروبان‌ها باید به دقت به سطح دیگری منتقل‌شوند که کار آسانی نیست.

"آمشاروف" با محققانی از آلمان، ایالات متحده و لهستان برای ابداع روشی ساده‌تر به منظور تولید نانوروبان‌های گرافن همکاری کرد. این روش با به هم پیوند دادن اتم‌های جداگانه به دست آمد که نه تنها برای اولین بار به محققان اجازه ساخت روبان‌های گرافن روی سطح تیتانیوم اکسید را که یک ماده نیمه‌رسانا و غیرفلزی است داد، بلکه همچنین اجازه داد تا خواص آن با دقت سفارشی ساز و قابل تنظیم شوند.

"آمشاروف" می‌گوید: روش جدید ما این امکان را به ما می‌دهد تا کنترل کاملی در نحوه مونتاژ نانوروبان‌های گرافن داشته باشیم. این فرآیند از نظر فناوری دارای اهمیت است، زیرا می‌تواند در سطح صنعتی نیز مورد استفاده قرار گیرد.

طبق گفته محققان، این توانایی جدید در تولید نانوروبان‌های گرافنی قابل تنظیم به طور مستقیم روی سطوح نیمه رسانا، بدون نیاز به سطوح فلزی که توانایی‌های آنها را خنثی می‌کند، امکانات هیجان انگیزی را فراهم می‌کند. این امکانات نه تنها شامل ذخیره اطلاعات است، بلکه به طور بالقوه به عنوان نیمه رساناهای کارآمد برای دستگاه‌های الکترونیکی پیشرفته از جمله رایانه‌های کوانتومی نیز می‌تواند عمل کند.