Grafena sudah dikenali kerana sangat kuat, walaupun hanya setebal satu atom. Jadi bagaimana ia boleh dibuat lebih kuat? Sudah tentu dengan mengubahnya menjadi kepingan berlian. Penyelidik di Korea Selatan kini telah membangunkan kaedah baharu untuk menukar grafen kepada filem berlian paling nipis, tanpa perlu menggunakan tekanan tinggi.
Grafena, grafit dan berlian semuanya diperbuat daripada bahan yang sama – karbon – tetapi perbezaan antara bahan-bahan ini adalah bagaimana atom karbon disusun dan terikat bersama. Grafena ialah kepingan karbon yang hanya setebal satu atom, dengan ikatan kuat di antara mereka secara mendatar. Grafit terdiri daripada kepingan grafen yang disusun di atas satu sama lain, dengan ikatan kuat dalam setiap kepingan tetapi ikatan lemah yang menghubungkan kepingan yang berbeza. Dan dalam berlian, atom karbon jauh lebih kuat dikaitkan dalam tiga dimensi, menghasilkan bahan yang sangat keras.
Apabila ikatan antara lapisan grafena diperkukuhkan, ia boleh menjadi bentuk berlian 2D yang dikenali sebagai diaman. Masalahnya, ini biasanya tidak mudah dilakukan. Salah satu cara memerlukan tekanan yang sangat tinggi, dan sebaik sahaja tekanan itu dikeluarkan, bahan tersebut akan kembali menjadi grafena. Kajian lain telah menambahkan atom hidrogen pada grafena, tetapi itu menjadikannya sukar untuk mengawal ikatan.
Untuk kajian baharu ini, para penyelidik di Institut Sains Asas (IBS) dan Institut Sains dan Teknologi Kebangsaan Ulsan (UNIST) telah menukar hidrogen kepada fluorin. Ideanya ialah dengan mendedahkan grafena dwilapisan kepada fluorin, ia merapatkan kedua-dua lapisan tersebut, mewujudkan ikatan yang lebih kuat antara mereka.
Pasukan itu bermula dengan mencipta grafena dwilapis menggunakan kaedah pemendapan wap kimia (CVD) yang telah terbukti berkesan, pada substrat yang diperbuat daripada kuprum dan nikel. Kemudian, mereka mendedahkan grafena kepada wap xenon difluorida. Fluorin dalam campuran itu melekat pada atom karbon, menguatkan ikatan antara lapisan grafena dan menghasilkan lapisan berlian berfluorin ultra nipis, yang dikenali sebagai F-diamane.
Proses baharu ini jauh lebih mudah daripada yang lain, yang sepatutnya menjadikannya agak mudah untuk dipertingkatkan. Kepingan berlian ultra nipis boleh menghasilkan komponen elektronik yang lebih kuat, lebih kecil dan lebih fleksibel, terutamanya sebagai separa konduktor jurang lebar.
"Kaedah fluorinasi mudah ini berfungsi pada suhu hampir bilik dan di bawah tekanan rendah tanpa menggunakan plasma atau sebarang mekanisme pengaktifan gas, justeru mengurangkan kemungkinan mewujudkan kecacatan," kata Pavel V. Bakharev, pengarang pertama kajian itu.
Masa siaran: 24-Apr-2020