فدراسیون سرآمدان علمی ایران | اخبار | شناسائی صدها ماده‌ی دو بعدی که می‌توانند گرافن‌های بعدی را بسازند
متن خبر

تاریخ خبر : ۱۳۹۶/۱۱/۲۵

تعداد بازدید : ۴۸۱

تعداد رای : ۱

شناسائی صدها ماده‌ی دو بعدی که می‌توانند گرافن‌های بعدی را بسازند

بخشی از شگفت‌انگیز بودن گرافن به علت بسیار نازک بودن آن است؛ ضخامت گرافن تنها به اندازه‌ی یک اتم است. حالا دانشمندان صدها مواد دیگر کشف کرده‌اند که به همین اندازه نازک هستند، که این امر باعث می‌شود تا گزینه‌های بسیاری از مواد جدید با قابلیتی شاید به اندازه‌ی گرافن در اختیار دانشمندان باشد.

یک تیم پژوهشی به آنالیز اطلاعات در منابع آزاد شامل پایگاه داده‌ی آزاد کریستالوگرافی دست زد، هدف یافتن موادی با ساختاری مشابه با گرافن توسط برنامه‌های یارانه‌ای بود.
آنها به دنبال موادی با پیوندهای قوی در طول صفحه (لایه‌ی اتمی دوبعدی) و یک پیوند نسبتا ضعیف عمودی هستند. این ترکیبی است که باعث می‌شود تا بتوان گرافن را از گرافیت جدا کرد.
در ابتدا 100000 ساختار کریستالی مورد بررسی قرار گرفت. این تیم پژوهشی از دانشگاه EPFL در سوئیس موفق شدند که گزینه‌ها را به 1825 ترکیبی که قابلیت تشکیل صفحاتی به ضخامت یک تک اتم را دارند کاهش دهند.
به گفته‌‌ی دانشمندان «مواد دو بعدی فرصت‌های فراوانی برای سرمایه‌گذاری در بخش‌های بررسی نشده‌ی مواد فراهم می‌کند.»
از یک طرف نازک بودن آنها باعث می‌شود که تبدیل به یک گزینه‌ی بسیار امیدوار کننده در الکترونیک باشند. از طرف دیگر ویژگی‌های تک لایه‌ها معمولا به طور چشمگیری از مواد سه بعدیِ‌ مادر متفاوت است و این امر علاوه بر فراهم آوردن درجه‌های آزادی جدید برای کاربردهای مختلف، از فیزیک جدیدی نیز پرده بر می‌دارد.
در مورد گرافن و گرافیت، اتم‌های گرافیت توسط یک نیروی نسبتا ضعیف الکترواستاتیک به نام وان در والس به یکدیگر پیوند می‌خورند. معمولا این نیرو برای پایدار ماندن گرافیت کافی است اما ضعیف بودنش این اجازه را می‌دهد تا گرافن از آن جداسازی شود.
اینکه آیا چنین چیزی برای 1825 موادی که در این پژوهش بررسی شده صادق است یا نه باید در آینده پیگیری شود، اما از نظر جایگاه اتم‌ها و پیوندهای شیمیایی این مواد بسیار شبیه به گرافیت هستند. بر اساس محاسباتی که برای 258 موادی که ساختاری ساده‌تر دارند انجام شده است پژوهشگران متوجه شدند که 166 ماده، نیمرساناهایی با ولتاژهای گوناگون هستند. درحالی‌که، 92 ماده به عنوان فلز شناسایی شد و 56 ماده احتمالا ویژگی‌های مغناطیسی غیرعادی از خود نشان دادند.
حتی اگر نهایتا تعداد کمی از این مواد مانند گرافن باشند و بتوانند مانند آن عمل کنند گزینه‌های موجود برای استفاده در صنایع الکترونیک و حوزه‌های دیگر برای دانشمندان فراهم می‌شود. گام بعدی امتحان کردن چگونگی کارکرد این ترکیبات در فرم‌های صفحه‌ای مختلف و به صورت لایه‌های فشرده است.
به لطف جستجوی پیشرفته‌ای که از اطلاعات موجود انجام شده است ما می‌دانیم که این مواد ممکن است exfoliable (قابلیت تبدیل شدن به لایه‌های بسیار نازک مانند گرافن) باشند. این مسئله که بقیه‌ی مواد موجود در لیست چه ویژگی‌هایی خواهند داشت بسیار هیجان انگیز است.
مواد شناسایی شده در گروه‌های ترکیباتی که به آسانی یا قابلیت تبدیل شدن به لایه‌های نازک را دارند تقسیم بندی شده‌اند که این نشان می‌دهد قسمت کمی از کل این مواد تا حالا مورد بررسی قرار گرفته است.
نتایج این کار پژوهشی در مجله نیچر نانوتکنولوژی به چاپ رسیده است.

برای مشاهده این مقاله لینک مقاله را کلیک نمایید.

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

نـــام
ایمیل
نظر شما
کارکترهایی که در تصویر می بینید را وارد نمایید. (حساس به حروف کوچک و بزرگ)