Graphene tayari inajulikana kwa kuwa na nguvu ya ajabu, licha ya kuwa na unene wa atomi moja tu. Kwa hivyo inawezaje kufanywa kuwa na nguvu zaidi? Kwa kuibadilisha 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 kubwa.
Grafini, grafiti na almasi zote zimetengenezwa kwa kitu kimoja - kaboni - lakini tofauti kati ya vifaa hivi ni jinsi atomi za kaboni zinavyopangwa na kuunganishwa pamoja. Grafini ni karatasi ya kaboni yenye unene wa atomi moja tu, yenye vifungo vikali kati yao kwa usawa. Grafiti imeundwa na karatasi za graphini zilizorundikwa juu ya kila moja, zenye vifungo vikali ndani ya kila karatasi lakini dhaifu zikiunganisha karatasi tofauti. Na katika almasi, atomi za kaboni zimeunganishwa kwa nguvu zaidi katika vipimo vitatu, na kuunda nyenzo ngumu sana.
Wakati vifungo kati ya tabaka za graphene vinapoimarishwa, vinaweza kuwa aina ya almasi ya 2D inayojulikana kama diamondi. Tatizo ni kwamba, kwa kawaida hii si rahisi kufanya. Njia moja inahitaji shinikizo kubwa sana, na mara tu shinikizo hilo linapoondolewa, nyenzo hiyo hurudi kwenye graphene. Uchunguzi mwingine umeongeza atomi za hidrojeni kwenye graphene, lakini hiyo inafanya iwe vigumu kudhibiti vifungo hivyo.
Kwa ajili ya utafiti mpya, watafiti katika Taasisi ya Sayansi ya Msingi (IBS) na Taasisi ya Kitaifa ya Sayansi na Teknolojia ya Ulsan (UNIST) walibadilisha hidrojeni na florini. Wazo ni kwamba kwa kufichua graphene ya tabaka mbili na florini, inaleta tabaka hizo mbili karibu zaidi, na kuunda vifungo imara zaidi kati yao.
Timu ilianza kwa kuunda graphene ya tabaka mbili 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 mvuke wa xenon difluoride. Florini katika mchanganyiko huo hushikamana na atomi za kaboni, ikiimarisha vifungo kati ya tabaka za graphene na kuunda safu nyembamba sana ya almasi yenye fluorine, inayojulikana kama F-diamane.
Mchakato mpya ni rahisi zaidi kuliko mingine, ambayo inapaswa kuifanya iwe rahisi kuongeza. Karatasi nyembamba sana za almasi zinaweza kutengeneza vipengele vya kielektroniki vyenye nguvu zaidi, vidogo na vinavyonyumbulika zaidi, hasa kama semiconductor yenye pengo kubwa.
"Njia hii rahisi ya fluorination hufanya kazi kwenye halijoto ya karibu na chumba na chini ya shinikizo la chini bila kutumia plasma au mifumo yoyote ya uanzishaji wa gesi, hivyo hupunguza uwezekano wa kuunda kasoro," anasema Pavel V. Bakharev, mwandishi wa kwanza wa utafiti huo.
Muda wa chapisho: Aprili-24-2020