Grafen je već poznat po tome što je nevjerojatno jak, unatoč tome što je debeo samo jedan atom. Dakle, kako se može učiniti još jačim? Pretvarajući ga u listove dijamanta, naravno. Istraživači u Južnoj Koreji sada su razvili novu metodu za pretvaranje grafena u najtanje dijamantne filmove, bez potrebe za korištenjem visokog pritiska.
Grafen, grafit i dijamant napravljeni su od iste tvari – ugljika – ali razlika između ovih materijala je u tome kako su atomi ugljika raspoređeni i međusobno povezani. Grafen je sloj ugljika debljine samo jednog atoma, s jakim vodoravnim vezama između njih. Grafit se sastoji od ploča grafena naslaganih jedna na drugu, s jakim vezama unutar svake ploče, ali slabim vezama koje povezuju različite ploče. A u dijamantu su atomi ugljika daleko jače povezani u tri dimenzije, stvarajući nevjerojatno čvrst materijal.
Kada se veze između slojeva grafena ojačaju, on može postati 2D oblik dijamanta poznat kao diaman. Problem je u tome što to obično nije lako učiniti. Jedan način zahtijeva ekstremno visoke pritiske, a čim se taj pritisak ukloni, materijal se vraća natrag u grafen. Druge studije dodale su atome vodika u grafen, ali to otežava kontrolu veza.
Za novu studiju, istraživači na Institutu za temeljnu znanost (IBS) i Nacionalnom institutu za znanost i tehnologiju Ulsan (UNIST) zamijenili su vodik fluorom. Ideja je da se izlaganjem dvoslojnog grafena fluoru dva sloja zbliže, stvarajući jače veze između njih.
Tim je započeo stvaranjem dvoslojnog grafena korištenjem provjerene metode kemijskog taloženja iz pare (CVD), na podlozi od bakra i nikla. Zatim su grafen izložili parama ksenon difluorida. Fluor u toj smjesi lijepi se za atome ugljika, jačajući veze između slojeva grafena i stvarajući ultratanki sloj fluoriranog dijamanta, poznatog kao F-diaman.
Novi je proces daleko jednostavniji od ostalih, što bi trebalo omogućiti relativno lako povećanje. Ultratanke ploče dijamanta mogle bi biti jače, manje i fleksibilnije elektroničke komponente, posebice kao poluvodič sa širokim procjepom.
"Ova jednostavna metoda fluoriranja radi na temperaturi gotovo sobnoj i pod niskim tlakom bez upotrebe plazme ili bilo kakvih mehanizama za aktivaciju plina, stoga smanjuje mogućnost stvaranja nedostataka", kaže Pavel V. Bakharev, prvi autor studije.
Vrijeme objave: 24. travnja 2020