Graphene tayari inajulikana kwa kuwa na nguvu nyingi, licha ya unene wa atomi moja tu. Kwa hivyo inawezaje kufanywa kuwa na nguvu zaidi? Kwa kugeuza kuwa karatasi za almasi, bila shaka. Watafiti nchini Korea Kusini sasa wameunda mbinu mpya ya kubadilisha graphene kuwa filamu nyembamba zaidi za almasi, bila kulazimika kutumia shinikizo la juu.
Graphene, grafiti na almasi zote zimetengenezwa kwa vitu sawa - kaboni - lakini tofauti kati ya nyenzo hizi ni jinsi atomi za kaboni zinavyopangwa na kuunganishwa pamoja. Graphene ni karatasi ya kaboni ambayo ni nene ya atomi moja tu, yenye vifungo vikali kati yake kwa mlalo. Grafiti huundwa kwa laha za grafiti zilizorundikwa juu ya nyingine, zenye vifungo vikali ndani ya kila laha lakini dhaifu zinazounganisha laha tofauti. Na katika almasi, atomi za kaboni zimeunganishwa kwa nguvu zaidi katika vipimo vitatu, na kuunda nyenzo ngumu sana.
Vifungo kati ya tabaka za graphene vinapoimarishwa, inaweza kuwa aina ya 2D ya almasi inayojulikana kama diamane. Shida ni kwamba, hii kawaida sio rahisi kufanya. Njia moja inahitaji shinikizo la juu sana, na punde tu shinikizo hilo linapoondolewa nyenzo hurudi kwenye graphene. Masomo mengine yameongeza atomi za hidrojeni kwenye graphene, lakini hiyo inafanya kuwa vigumu kudhibiti vifungo.
Kwa utafiti huo mpya, watafiti katika Taasisi ya Sayansi ya Msingi (IBS) na Taasisi ya Kitaifa ya Sayansi na Teknolojia ya Ulsan (UNIST) walibadilishana hidrojeni kwa florini. Wazo ni kwamba kwa kufichua bilayer graphene kwa florini, huleta tabaka mbili karibu pamoja, na kuunda vifungo vyenye nguvu kati yao.
Timu ilianza kwa kuunda bilayer graphene kwa kutumia mbinu iliyojaribiwa na ya kweli ya uwekaji wa mvuke wa kemikali (CVD), kwenye substrate iliyotengenezwa kwa shaba na nikeli. Kisha, waliweka graphene kwenye mivuke ya xenon difluoride. Fluorini iliyo katika mchanganyiko huo hushikamana na atomi za kaboni, ikiimarisha vifungo kati ya tabaka za graphene na kuunda safu nyembamba ya almasi iliyo na florini, inayojulikana kama F-diamane.
Mchakato mpya ni rahisi sana kuliko wengine, ambao unapaswa kuifanya iwe rahisi kuongeza. Karatasi nyembamba za almasi zinaweza kutengeneza vijenzi vya kielektroniki vyenye nguvu zaidi, vidogo na vinavyonyumbulika zaidi, hasa kama kondakta wa nusu-pengo pana.
"Njia hii rahisi ya fluorination inafanya kazi kwa joto la karibu na chumba na chini ya shinikizo la chini bila matumizi ya plasma au mifumo yoyote ya uanzishaji wa gesi, kwa hiyo inapunguza uwezekano wa kuunda kasoro," anasema Pavel V. Bakharev, mwandishi wa kwanza wa utafiti.
Muda wa kutuma: Apr-24-2020