ابداع روشی ساده برای تبدیل گرافن به الماس
تاریخ انتشار: ۲۰ آذر ۱۳۹۸ | کد خبر: ۲۶۰۵۱۲۱۶
گرافن ماده ای قدرتمند است که فقط یک اتم ضخامت دارد. اما با تبدیل کردن آن به ورقه ای از الماس می توان آن را قدرتمندتر کرد.
درهمین راستا محققان کره جنوبی روش جدیدی برای تبدیل گرافن به نازک ترین لایه الماس بدون استفاده از فشار بالا ابداع کرده اند.
گرافن، گرافیت و الماس همه از کربن تشکیل شده اند اما تفاوت در این مواد به شیوه کنار هم قرار گرفتن اتم ها و پیوندهای داخل مواد مربوط است.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
گرافن ورقه ای از کربن با ضخامت یک اتم است که پیوندهای قدرتمند افقی بین اتم ها وجود دارد. گرافیت از ورقه های گرافن تشکیل شده که روی یکدیگر قرار می گیرند و پیوند محکمی در هر ورقه ها وجود دارد اما پیوند میان ورقه های مختلف ضعیف است. در الماس نیز اتم های کربن با قدرتی بسیار بیشتر در حالت ۳ بعدی به یکدیگر متصل هستند و یک ماده بسیار سخت به وجود می آورند.
هنگامیکه پیوند میان لایه های گرافن قدرتمندتر می شود، آن را فرم ۲بعدی الماس یا «الماس نما»( diamane) می نامند. مشکل اینجاست که ساخت آن کار ساده ای نیست و نیازمند فشار بالا است. همچنین به محض اینکه عامل فشار حذف شود، ماده دوباره به گرافن تبدیل می شود. در تحقیقاتی دیگر برای تولید الماس نما، اتم های هیدروژن به گرافن افزوده شد اما کنترل پیوندها کار بسیار مشکلی است.
در پژوهش جدید محققان «انستیتو بیسیک ساینس»(IBS)و انستیتو علوم و فناوری ملی اولسان به جای هیدروژن از اتم های فلورین استفاده می شود. فلورین عنصر سمی به رنگ زرد مایل به سبز است که فلوریدها را تشکیل می دهد.
ایده اصلی آن است که با قرار گرفتن گرافن دولایه در مقابل فلورین می توان دولایه را به یکدیگر نزدیک تر کرد و پیوندهایی محکم تر بین آنها به وجود آورد.
محققان با استفاده از روشCVD گرافن دولایه را روی لایه ای از مس و نیکل ساختند. در مرحله بعد آنها گرافن را در مقابل بخار دی فلورید زنون قرار دادند. فلورین موجود در این ترکیب به اتم های کربن می چسبد و پیوند بین لایه های گرافن را قدرتمندتر و یک لایه بسیار نازک از الماس فلورینی به نام F-diamane می سازد.
این فرایند بسیار ساده تر از روش های موجود است. ورقه های بسیار نازک الماس به تولید قطعات الکترونیکی قدرتمندتر، کوچکتر و انعطاف پذیری کمک می کنند.
منبع: پارسینه
کلیدواژه: تکنولوژی گرافن الماس
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.parsine.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «پارسینه» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۲۶۰۵۱۲۱۶ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
چگونه دانشمندان تنها در چند ساعت الماس تولید کردند
به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا، میلیاردها سال طول می‌کشد تا الماس‌های طبیعی در نتیجه فشار لایه‌های زمین و دمای شدید در اعماق زمین شکل بگیرند. فرم‌های مصنوعی را می‌توان خیلی سریع‌تر تولید کرد؛ با این وجود برای این کار نیز دست‌کم باید چند هفته منتظر ماند.
دانشمندان به تازگی روش جدیدی را برای ساخت الماس کشف کردند که در چهارچوب آن، ترکیبی از فلزات مایع می‌تواند یک الماس مصنوعی را در عرض چند دقیقه بدون نیاز به فشاری عظیم تولید کند.
البته برای این کار، هنوز به یک دمای بالای ۱۰۲۵ درجه سانتیگراد نیاز است تا یک قطعه الماس در ۱۵۰ دقیقه تشکیل شود. این معادل فشاری است که ما در سطح دریا احساس می‌کنیم و ده‌ها هزار بار کمتر از فشاری است که معمولاً برای تولید الماس نیاز است.
تیم سازنده این الماس جدید، پژوهشگران موسسه علوم پایه در کره جنوبی هستند که امیدوارند با این شیوه بتوانند انقلابی در تولید الماس‌های مصنوعی ایجاد کنند.
تکنیک حل کردن کربن در فلز مایع برای ساخت الماس کاملاً جدید نیست و جنرال الکتریک نیم قرن پیش فرآیندی مشابه را با استفاده از سولفید آهن مذاب به جهان معرفی کرد؛ اما برای این کار نیز نیاز به ایجاد فشاری معادل ۵-۶ گیگا پاسکال و یک «دانه» الماس است تا کربن به آن بچسبد.
پژوهشگران این تیم در مقالهای درباره روش جدید نوشتند: «ما روشی برای تولید الماس در فشار ۱ اتمسفر و در دمای متوسط، با استفاده از آلیاژ فلزهای مایع کشف کردیم.»
آنها در این روش از مخلوط دقیقی از فلزات مایع گالیم، آهن، نیکل و سیلیکون استفاده کردند و یک سیستم خلاء در داخل یک محفظه گرافیتی ساختند تا فلز را در حالی که در معرض ترکیبی از متان و هیدروژن قرار می‌گرفت، به سرعت گرم و سپس خنک کنند.
این کار باعث شد تا اتم‌های کربن متان در سراسر فلز ذوب شده پخش شوند و به عنوان دانه الماس عمل کنند.
تنها پس از ۱۵ دقیقه، قطعات کوچکی از کریستال‌های الماس از فلز مایع جدا و نمایان شدند و پس از گذشت مدت دو ساعت و نیم نیز یک لایه پیوسته الماس شکل گرفت.
تحقیقات درباره این فرآیند هنوز در مراحل اولیه است؛ با این وجود اعضای تیم تحقیق معتقدند که این روش پتانسیل زیادی دارد و می‌توان به کمک آن، فلزات مایع دیگری را برای رسیدن به نتیجه مشابه یا حتی بهتر ترکیب کرد.
شیوه‌ای که در حال حاضر برای تولید اکثر الماس‌های مصنوعی استفاده می‌شود، چندین روز طول می‌کشد و به فشار بسیار بیشتری نیاز دارد.
اگر این تکنیک بتواند همچنان توسعه یابد، فرایند ساخت الماس بسیار سریع‌تر و بسیار آسان‌تر خواهد شد.
انتهای پیام/
خودکشی از رزیدنتها به پزشکان رسیده؛ چرا دکتر سمیرا آلسعیدی خودکشی کرد؟/ «خودکشی پزشکان بهمثابه یک انتحار اجتماعی است»