Mae Graphene eisoes yn adnabyddus am fod yn hynod o gryf, er mai dim ond un atom o drwch ydyw. Felly sut y gellir ei wneud hyd yn oed yn gryfach? Trwy ei droi'n ddalennau o ddiamwnt, wrth gwrs. Mae ymchwilwyr yn Ne Korea bellach wedi datblygu dull newydd ar gyfer trosi graphene i'r ffilmiau diemwnt teneuaf, heb orfod defnyddio pwysedd uchel.
Mae graffit, graffit a diemwnt i gyd wedi'u gwneud o'r un pethau - carbon - ond y gwahaniaeth rhwng y defnyddiau hyn yw sut mae'r atomau carbon yn cael eu trefnu a'u bondio â'i gilydd. Mae graphene yn ddalen o garbon sydd ond yn un atom o drwch, gyda bondiau cryf rhyngddynt yn llorweddol. Mae graffit yn cynnwys dalennau graphene wedi'u pentyrru ar ben ei gilydd, gyda bondiau cryf o fewn pob dalen ond rhai gwan yn cysylltu gwahanol ddalennau. Ac mewn diemwnt, mae'r atomau carbon wedi'u cysylltu'n llawer cryfach mewn tri dimensiwn, gan greu deunydd anhygoel o galed.
Pan fydd y bondiau rhwng haenau o graphene yn cael eu cryfhau, gall ddod yn ffurf 2D o ddiamwnt a elwir yn diamane. Y broblem yw, nid yw hyn fel arfer yn hawdd i'w wneud. Mae un ffordd yn gofyn am bwysau eithriadol o uchel, a chyn gynted ag y caiff y pwysedd hwnnw ei dynnu mae'r deunydd yn dychwelyd yn ôl i graphene. Mae astudiaethau eraill wedi ychwanegu atomau hydrogen i'r graphene, ond mae hynny'n ei gwneud hi'n anodd rheoli'r bondiau.
Ar gyfer yr astudiaeth newydd, cyfnewidiodd ymchwilwyr yn y Sefydliad Gwyddoniaeth Sylfaenol (IBS) a Sefydliad Cenedlaethol Gwyddoniaeth a Thechnoleg Ulsan (UNIST) hydrogen am fflworin. Y syniad yw ei fod yn dod â'r ddwy haen yn nes at ei gilydd, gan greu bondiau cryfach rhyngddynt, trwy amlygu graphene dwy haen i fflworin.
Dechreuodd y tîm trwy greu graffen deuhaenog gan ddefnyddio'r dull profedig o ddyddodi anwedd cemegol (CVD), ar swbstrad wedi'i wneud o gopr a nicel. Yna, fe wnaethon nhw ddatgelu'r graphene i anweddau xenon difluoride. Mae'r fflworin yn y cymysgedd hwnnw'n glynu wrth yr atomau carbon, gan gryfhau'r bondiau rhwng haenau graphene a chreu haen ultrathin o ddiamwnt fflworinedig, a elwir yn F-diamane.
Mae'r broses newydd yn llawer symlach nag eraill, a ddylai ei gwneud yn gymharol hawdd i'w huwchraddio. Gallai dalennau ultrathin o ddiamwnt wneud ar gyfer cydrannau electronig cryfach, llai a mwy hyblyg, yn enwedig fel lled-ddargludydd bwlch eang.
“Mae'r dull fflworineiddio syml hwn yn gweithio ar dymheredd ger yr ystafell ac o dan bwysau isel heb ddefnyddio plasma nac unrhyw fecanweithiau actifadu nwy, ac felly mae'n lleihau'r posibilrwydd o greu diffygion,” meddai Pavel V. Bakharev, awdur cyntaf yr astudiaeth.
Amser post: Ebrill-24-2020