Grafenas laikomas vienu iš labiausiai jaudinančių naujų medžiagų nanotechnologijų pasaulyje. Dabar jis tapo dar įdomesniu. Taip mano tyrėjų grupė, dirbanti Kolorado Baulderio universitete.
Naujame tyrime buvo nustatyta, kad grafenas pasižymi ypatingai geromis lipnumo savybėmis. Tikimasi, kad šis atradimas pagelbės kuriant grafeno pagrindu veikiančius prietaisus. Eksperimentai parodė, kad ypatingas grafeno lankstumas leidžia jam lengvai prisitaikyti prie padėklo paviršiaus netolygumų.
Grafenas yra sudarytas iš vieno sluoksnio anglies atomų, kurie sudaro šešiakampę gardelę. Nepaprasta jo atominė struktūra gali vieną dieną pakeisti silicį elektroniniuose prietaisuose bei integruotose grandinėse, nes grafenas pasižymi išskirtinėmis elektrinėmis, mechaninėmis ir šiluminėmis savybėmis, pasakė profesorius Skotas Bunčas (Scott Bunch), kuris yra ir pirmas straipsnio autorius. Straipsnis su tyrimo rezultatais atspausdintas „Nature Nanotechnology“ žurnale.
„Mane ypatingai žavi galimybė kurti naujus įrenginius, kuriuose bus panaudotos išskirtinis grafeno lankstumas bei lipnumo savybės. O taip pat galimybė atlikti naujus eksperimentus, kurių metu bus geriau suprastos neįprastos šios medžiagos savybės“, – pasakė Bunčas.
Tarp visų žinomų medžiagų ne tik grafenas pasižymi dideliu elektriniu bei šiluminiu laidumu, tačiau ši nuostabi medžiaga yra pati ploniausia, standžiausia ir kiečiausia medžiaga pasaulyje. Ji taip pat nėra laidi įprastų dujų molekulėms. Naujai atrasta didelio lipnumo savybė gali būti dabar pridėta prie esamo medžiagos savybių, atrodančių nesuderinamomis, sąrašo.
Tyrėjų grupė išmatavo grafeno sluoksnių lipnumo energiją. Tirti sluoksniai nuo vieno iki penkių atomų storio. Tyrime naudotas stiklinis padėklas. Lipnumo energija parodo, kiek lipnios yra dvi medžiagos, kai jos kartu sudedamos. Lipni juostelė yra vienas iš didelio lipnumo medžiagų pavyzdžių. Tačiau lipnumas gali būti ir nepageidaujama savybė.
Tyrėjai, atlikę grafeno nanostruktūrų lipnumo matavimus, nustatė, kad, taip vadinamos, van der Vaalso jėgos, tai yra traukos ir stūmos jėgų tarp molekulių suma, pritraukia grafeną prie padėklo bei išlaiko atskirus grafeno sluoksnius vienas šalia kito. Buvo gauta, kad lipnumo energija tarp grafeno ir stiklo padėklo, yra keletą eilių didesnė nei lipnumo energija įprastose mikromechaninėse struktūrose. Sąveika labiau panaši į skysčių sąveiką, o ne į kietųjų kūnų sąveiką.
Grafeno svarbą mokslo pasauliui iliustruoja faktas, kad 2010 metais Nobelio fizikos premija buvo skirta dviem Mančesterio universiteto mokslininkams, Andrejui K. Geimui (Andre K. Geim) bei Konstatinui Novoselovui (Konstantin Novoselov).
Dabar labai didelis dėmesys sutelktas į grafeno neįprastas mechanines savybes siekiant sukurti ypatingo plonumo membranas, kurios būtų naudojamos gamtinių dujų gamyboje bei vandens gryninimui. Tuo tarpu grafeno išskirtinės elektrinės savybės gali būti revoliucijos priežastimi mikroelektronikos pramonėje.
Bunčas mano, kad visuose šiuose taikymuose, tame tarpe gaminant grafeną pramoniniu būdu, grafeno sąveikos su paviršiumi savybė yra ypatingo svarbumo. Mokslinis supratimas padės mums pastūmėti technologijas pirmyn.
Dailininko pieštame paveikslėlyje parodytas grafenas uždėtas ant padėklo. Tyrėjai iš Kolorado Baulderio universiteto nustatė, kad grafenas pasižymi ypatingai dideliu lipnumu. Manoma, kad šis atradimas bus naudingas kuriant grafeno pagrindu veikiančius mechaninius prietaisus.
