Grafēns jau ir zināms kā neticami spēcīgs, neskatoties uz to, ka tas ir tikai viena atoma biezs. Tātad, kā to var padarīt vēl stiprāku? Protams, pārvēršot to dimanta loksnēs. Pētnieki Dienvidkorejā tagad ir izstrādājuši jaunu metodi grafēna pārvēršanai plānākajās dimanta plēvēs, neizmantojot augstu spiedienu.
Grafēns, grafīts un dimants ir izgatavoti no viena un tā paša materiāla – oglekļa, taču atšķirība starp šiem materiāliem ir tajā, kā oglekļa atomi tiek sakārtoti un savienoti kopā. Grafēns ir oglekļa loksne, kas ir tikai viena atoma bieza, un starp tām ir spēcīgas saites horizontāli. Grafīts sastāv no grafēna loksnēm, kas sakrautas viena virs otras ar stiprām saitēm katrā loksnē, bet vājām, kas savieno dažādas loksnes. Un dimantā oglekļa atomi ir daudz ciešāk saistīti trīs dimensijās, radot neticami cietu materiālu.
Kad tiek nostiprinātas saites starp grafēna slāņiem, tas var kļūt par dimanta 2D formu, kas pazīstama kā diamāns. Problēma ir tāda, ka to parasti nav viegli izdarīt. Viens veids prasa ārkārtīgi augstu spiedienu, un, tiklīdz šis spiediens tiek noņemts, materiāls atkal pārvēršas grafēnā. Citos pētījumos grafēnam ir pievienoti ūdeņraža atomi, taču tas apgrūtina saišu kontroli.
Jaunajā pētījumā Pamatzinātņu institūta (IBS) un Ulsanas Nacionālā zinātnes un tehnoloģiju institūta (UNIST) pētnieki nomainīja ūdeņradi pret fluoru. Ideja ir tāda, ka, pakļaujot divslāņu grafēnu fluoram, tas tuvina abus slāņus, radot stiprākas saites starp tiem.
Komanda sāka, izveidojot divslāņu grafēnu, izmantojot pārbaudīto ķīmisko tvaiku pārklāšanas metodi (CVD), uz pamatnes, kas izgatavota no vara un niķeļa. Pēc tam viņi pakļāva grafēnu ksenona difluorīda tvaikiem. Šajā maisījumā esošais fluors pielīp pie oglekļa atomiem, stiprinot saites starp grafēna slāņiem un izveidojot īpaši plānu fluorēta dimanta slāni, kas pazīstams kā F-diamāns.
Jaunais process ir daudz vienkāršāks nekā citi, tāpēc to vajadzētu salīdzinoši viegli paplašināt. Īpaši plānas dimanta loksnes var radīt spēcīgākus, mazākus un elastīgākus elektroniskos komponentus, jo īpaši kā platas atstarpes pusvadītājus.
"Šī vienkāršā fluorēšanas metode darbojas gandrīz istabas temperatūrā un zemā spiedienā, neizmantojot plazmu vai jebkādus gāzes aktivizācijas mehānismus, tādējādi samazina defektu rašanās iespēju," saka Pāvels V. Bakharevs, pētījuma pirmais autors.
Izlikšanas laiks: 24.04.2020