علم

الجرافين: سوبرمان الجديد للمواد

الجرافين: سوبرمان الجديد للمواد


شهد عام 2016 عامًا استثنائيًا للجرافين ، حيث أصبحت المادة موصلة فائقة. عزز الابتكارات الجديدة. حتى أنها بدأت في تغيير اللون. ومع ذلك ، فإن الجرافين لديه مفاجأة أخرى في المتجر.

أثبتت دراسة جديدة أن إلكترونات الجرافين تتفاعل بشكل أسرع مما كان يعتقد سابقًا. وبالتالي ، يمكن للجرافين التعامل مع تيار كهربائي أكبر بكثير من المواد الأخرى ، مما يعزز مكانته باعتباره لبنة البناء الإلكترونية.

أظهر فريق من المعهد النمساوي للفيزياء التطبيقية في TU Wien مدى السرعة التي يمكن أن تكون بها الإلكترونات في الجرافين. تسبب تأثير أيونات الزينون مع فيلم الجرافين عالي الشحن في تجريد الإلكترونات من بقعة. يمكن لكل ذرة زينون إزالة 20 إلكترونًا في أي منطقة واحدة. بالنظر إلى أن كل ذرة كربون تحتوي على ستة إلكترونات فقط ، فقد يكون الزينون قد دمر بسهولة استقرار الجرافين.

[مصدر الصورة: Gruber et al ، Eurekalert]

قالت إحدى الباحثين ، إليزابيث جروبر ، "الكثافة الحالية أعلى بنحو 1000 مرة من تلك التي قد تؤدي إلى إتلاف المواد في ظل الظروف العادية".

ما صدم الباحثين هو قدرة المادة على استبدال الإلكترونات في تلك البقع في غضون فيمتوثانية فقط (جزء من جزء من المليون من الثانية).

في أي مادة أخرى ، تتحرك الإلكترونات لسد الفجوات واستعادة الاستقرار. ومع ذلك ، لن يحدث ذلك بالسرعة الكافية وسيتم اختراق بنية المادة بشكل فعال. أوضح عضو الفريق ريتشارد فيلهلم من مركز هيلمهولتز دريسدن روسندورف في ألمانيا ذلك على النحو التالي:

"ما تتوقع حدوثه الآن هو أن تتنافر أيونات الكربون الموجبة الشحنة بعضها البعض ، وتطير فيما يسمى بانفجار كولوم وتترك فجوة كبيرة في المادة. ولكن المذهل أن الأمر ليس كذلك. الشحنة الموجبة في الجرافين على الفور تقريبًا. "

يتكون هيكل الجرافين من كربون بسمك ذرة واحدة في شبكة شبكية. على مقياس النانو ، فإنه يعرض بعض الخصائص المذهلة. يمكن أن يكون الجرافين بمثابة موصل فائق. إنها قوية وصعبة بشكل لا يصدق ، لكنها مرنة للإنتاج. ومع ذلك ، لا أحد حتى الآن لم يحدد بالضبط أين يحصل الجرافين على هذه السمات.

[مصدر الصورة: ZMeScience]

على الرغم من عدم معرفة جميع ألغاز المادة ، يأمل الباحثون في الاستفادة من هذه الخصائص في إلكترونيات عالية الكفاءة.

قال كبير الباحثين البروفيسور: "الأمل هو أنه لهذا السبب بالذات ، سيكون من الممكن استخدام الجرافين لبناء إلكترونيات فائقة السرعة. يبدو أيضًا أن الجرافين مناسب تمامًا للاستخدام في البصريات ، على سبيل المثال في توصيل المكونات الضوئية والإلكترونية". فريتز عمير.

راجع أيضًا: سرعة اتصال الضوء: الإلكترونيات الضوئية القائمة على الجرافين


شاهد الفيديو: حقائق عن الغرافين