Grafen je već poznat po tome što je nevjerovatno jak, iako je debeo samo jedan atom. Pa kako se može učiniti još jačim? Pretvarajući ga u listove dijamanata, naravno. Istraživači u Južnoj Koreji su sada razvili novu metodu za pretvaranje grafena u najtanje dijamantske filmove, bez upotrebe visokog pritiska.
Grafen, grafit i dijamant su svi napravljeni od iste materije – ugljenika – ali razlika između ovih materijala je u tome kako su atomi ugljenika raspoređeni i međusobno povezani. Grafen je sloj ugljika koji je debeo samo jedan atom, sa jakim vezama između njih horizontalno. Grafit se sastoji od grafenskih listova naslaganih jedan na drugi, sa jakim vezama unutar svakog lista, ali slabim koje povezuju različite listove. A u dijamantu su atomi ugljika daleko čvršće povezani u tri dimenzije, stvarajući nevjerovatno čvrst materijal.
Kada se ojačaju veze između slojeva grafena, on može postati 2D oblik dijamanta poznat kao diaman. Problem je što to obično nije lako učiniti. Jedan način zahtijeva izuzetno visoke pritiske, a čim se taj pritisak ukloni materijal se vraća nazad u grafen. Druge studije dodale su atome vodika grafenu, ali to otežava kontrolu veza.
Za novu studiju, istraživači sa Instituta za osnovne nauke (IBS) i Nacionalnog instituta za nauku i tehnologiju u Ulsanu (UNIST) zamenili su vodonik fluorom. Ideja je da izlaganjem dvoslojnog grafena fluoru, on zbližava dva sloja, stvarajući jače veze između njih.
Tim je započeo stvaranjem dvoslojnog grafena koristeći isprobanu metodu hemijskog taloženja pare (CVD), na podlozi od bakra i nikla. Zatim su grafen izložili parama ksenon difluorida. Fluor u toj mješavini lijepi se za atome ugljika, jačajući veze između slojeva grafena i stvarajući ultratanki sloj fluoriranog dijamanta, poznatog kao F-dijaman.
Novi proces je daleko jednostavniji od ostalih, što bi ga trebalo učiniti relativno lakim za povećanje. Ultratanke ploče dijamanta mogle bi stvoriti jače, manje i fleksibilnije elektronske komponente, posebno kao poluprovodnik sa širokim razmakom.
„Ova jednostavna metoda fluoriranja radi na sobnoj temperaturi i pod niskim pritiskom bez upotrebe plazme ili bilo kakvih mehanizama za aktiviranje plina, stoga smanjuje mogućnost stvaranja defekata“, kaže Pavel V. Bakharev, prvi autor studije.
Vrijeme objave: Apr-24-2020