Grafén kovaný do trojrozmerných tvarov.

Pulzný laserový lúč môže vytvarovať grafénový list do riadených 3D tvarov v nanomierke. Mechanizmus kovania je založený na laserom indukovanej lokálnej expanzii grafénu, čo potvrdzujú počítačové simulácie s použitím teórie tenkej elasticity.

Výskumní pracovníci z Fínska a Taiwanu objavili, ako môže byť grafén  (jeden atóm tenká, uhlíková vrstva), použitý do trojrozmerných objektov, pomocou laserového svetla. Výrazná ilustrácia sa naskytla, keď výskumníci vytvorili pyramídu s výškou 60 nm, ktorá je približne 200 krát väčšia ako hrúbka grafénu. Pyramída bola taká malá, že by ľahko zapadala do jedného vlákna vlasov.

Grafén je blízky príbuzný k grafitu, ktorý sa skladá z miliónov vrstiev grafénu a možno ich nájsť v bežných ceruzkách. Od objavenia grafénu v roku 2004 sa ho vedci naučili bežne produkovať a pracovať s ním. Grafén sa môže používať na výrobu elektronických a optoelektronických zariadení, ako sú tranzistory, fotodetektory a snímače. V budúcnosti budeme pravdepodobne vidieť rastúci počet výrobkov obsahujúcich grafén.

„Nazývame túto techniku optickým kovaním, pretože proces sa podobá kovaniu kovu do 3D tvarov pomocou kladivka. V našom prípade je kladivom laserový lúč, ktorý vytvaruje grafény do 3D tvarov, „vysvetľuje profesorka Mika Petterssonová, ktorá viedla experimentálny tím v Nanoscience Centre na univerzite v Jyväskylä vo Fínsku. „Krása techniky spočíva v tom, že je rýchla a ľahko sa používa. Nevyžaduje si žiadne ďalšie chemikálie alebo spracovanie. Napriek jednoduchosti techniky sme boli na začiatku veľmi prekvapení, keď sme zistili, že laserový lúč vyvolal na graféne takéto podstatné zmeny. Chvíľu trvalo, kým sme pochopili, čo sa deje. „

„Najprv sme boli ohromení. Experimentálne údaje jednoducho nedávali zmysel, „hovorí Dr. Pekka Koskinenová, ktorá bola zodpovedná za túto teóriu. „Ale postupne, vďaka úzkej interakcii medzi experimentmi a počítačovými simuláciami, začala byť jasná aktuálnosť 3D tvarov a ich mechanizmus tvorby.“

„Keď sme prvýkrát preskúmali ožiarený grafén, očakávali sme, že nájdeme stopy chemických látok začlenených do grafénu, ale nenašli sme žiadne. Po niekoľkých podrobnejších kontrolách sme dospeli k záveru, že to musia byť čisto štrukturálne chyby, nie chemické dopingy, ktoré sú zodpovedné za takéto dramatické zmeny na graféne, „vysvetľuje docent Wei Yen Woon z Taiwanu, ktorý viedol experimentálnu skupinu, ktorá vykonávala röntgen  fotoelektrónovej spektroskopie v zariadení synchrotronu.

Nový 3D grafén je stabilný a má elektronické a optické vlastnosti, ktoré sa líšia od normálneho 2D grafénu. Opticky kovaný grafén nám môže pomôcť pri výrobe 3D architektúry pre zariadenia založené na graféne.


Zdroj: nanowerk.com

Leave a Comment