แผ่นแกรฟีนฉีกตัวเองเพื่อริบบิ้น


กราฟีนแผ่นคาร์บอนหนาอะตอมเดียวมีความแข็งแรงกว่าเหล็กและแข็งเหมือนเพชร กระนั้นวัสดุที่มีความบางและเหนียวนี้ยังสามารถทำให้เกิดการลอกเป็นชิ้น ๆ ได้ การเจาะรูด้วยกราฟีนด้วยปลายเพชรและเคลื่อนย้ายปลายนั้นไปมาซ้ำ ๆ - เหมือนกับการพรมขึ้น - ทำให้คาร์บอนที่แคบ ๆ ม้วนงอขึ้นไปตามธรรมชาติฉีกออกจากชั้นกราฟีนและแม้แต่พับตัวเองกลับมา วิทยาลัยทรินิตีดับลินรายงานในบทความใน ธรรมชาติ เมื่อวันที่ 13 กรกฎาคม การค้นพบนี้“ น่าประหลาดใจอย่างยิ่ง” เจมส์ทัวร์ผู้เชี่ยวชาญด้านนาโนเทคโนโลยีจากมหาวิทยาลัยไรซ์ในฮูสตันเท็กซัสกล่าว ทัวร์บอกว่าเนื่องจากเทคนิคยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นและนักวิจัยยังไม่ได้แสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถควบค

กราฟีนแผ่นคาร์บอนหนาอะตอมเดียวมีความแข็งแรงกว่าเหล็กและแข็งเหมือนเพชร กระนั้นวัสดุที่มีความบางและเหนียวนี้ยังสามารถทำให้เกิดการลอกเป็นชิ้น ๆ ได้

การเจาะรูด้วยกราฟีนด้วยปลายเพชรและเคลื่อนย้ายปลายนั้นไปมาซ้ำ ๆ - เหมือนกับการพรมขึ้น - ทำให้คาร์บอนที่แคบ ๆ ม้วนงอขึ้นไปตามธรรมชาติฉีกออกจากชั้นกราฟีนและแม้แต่พับตัวเองกลับมา วิทยาลัยทรินิตีดับลินรายงานในบทความใน ธรรมชาติ เมื่อวันที่ 13 กรกฎาคม

การค้นพบนี้“ น่าประหลาดใจอย่างยิ่ง” เจมส์ทัวร์ผู้เชี่ยวชาญด้านนาโนเทคโนโลยีจากมหาวิทยาลัยไรซ์ในฮูสตันเท็กซัสกล่าว ทัวร์บอกว่าเนื่องจากเทคนิคยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นและนักวิจัยยังไม่ได้แสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถควบคุมมันได้ยากที่จะเห็นว่ามันจะถูกใช้อย่างไร แต่ผู้ค้นพบเอฟเฟ็กต์นักฟิสิกส์เกรแฮมครอสและเจมส์แอนเน็ตต์คิดว่ามันเป็นไปได้ที่จะควบคุมขนาดของริบบิ้นและวิธีที่พวกเขาปอกเปลือกและพับอาจทำให้พวกมันมีประโยชน์ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์

Annett - นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาในช่วงเวลาของการค้นพบ - เกิดขึ้นจากการค้นพบโดยบังเอิญเมื่อเขาลากปลายเพชรเหนือพื้นผิวของกราฟีนเพื่อทดสอบคุณสมบัติต้านแรงเสียดทานของแผ่นคาร์บอน บางครั้งเขาสังเกตเห็นว่าปลายจะเจาะแผ่นแกรฟีนและมันก็จะฉีกขาดต่อไปในริบบิ้นยาวที่มีขนาดแตกต่างกัน - ยาวสูงสุดถึงสิบไมโครเมตร “ เมื่อเจมส์แสดงผลลัพธ์ให้เขาฉันรู้ทันทีว่าเราค้นพบบางสิ่งที่สำคัญ” ครอสกล่าว

กลไกเวทย์มนตร์

กระบวนการนี้เป็นไปได้ Cross กล่าวเพราะกราฟีนชั้นเดียวแบนมีความเสถียรน้อยกว่าพลังหลายชั้น เมื่อให้อิสระในการเคลื่อนที่ริบบิ้นกราฟีนจะม้วนตัวและพับกลับเองแทนที่จะอยู่นิ่ง ๆ กับพื้นผิว แต่เพื่อให้ถึงสถานะที่มีเสถียรภาพมากขึ้นริบบิ้นจะต้องฉีกพันธะคาร์บอนและคาร์บอนที่แข็งแกร่งอื่น ๆ ภายในแกรฟีนเมื่อมันหลุดออกไป - สิ่งกีดขวางที่มีพลังในการเคลื่อนไหว การสั่นของปลายเพชรช่วยให้เอาชนะสิ่งกีดขวางนั้นได้ กระบวนการทำงานที่อุณหภูมิห้อง แต่ที่อุณหภูมิสูงริบบิ้นจะเติบโตเร็วกว่าและยาวกว่า

มีหลายวิธีในการแกะสลักรูปร่างออกจากกราฟีน - เช่นการใช้สารเคมีเลเซอร์หรือพลาสม่าออกซิเจนเพื่อกัดส่วนที่ไม่ต้องการของแผ่นแกรฟีน เมื่อปีที่แล้วกลุ่มหนึ่งนำโดย Paul McEuen นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัย Cornell ในเมือง Ithaca รัฐนิวยอร์กสร้างการตัดและพับที่ซับซ้อนใน graphene ซึ่งเป็นกระบวนการที่พวกเขาเปรียบกับ kirigami ซึ่งเป็นศิลปะการตัดกระดาษของญี่ปุ่น แต่วิธีการของครอสและแอนเน็ตต์ทำงานภายใต้สภาวะที่รุนแรงกว่าและสามารถนำมาใช้เพื่อทำริบบิ้นจำนวนมากได้อย่างรวดเร็วนักวิจัยคิดว่าเพราะแต่ละรูปร่างไม่จำเป็นต้องแกะสลักอย่างลำบาก

ครอสคิดว่าถ้าเขาสามารถควบคุมรูปแบบริบบิ้นและสแต็คเขาอาจจะสามารถใช้พวกเขาเป็นทรานซิสเตอร์ (สวิตช์ไฟฟ้า) ตัวเก็บประจุ (อุปกรณ์ที่เก็บประจุไฟฟ้า) หรือการเชื่อมต่อระหว่างแผ่นกราฟีนที่นำไฟฟ้า ในการทดลองที่ไม่ได้เผยแพร่เขากล่าวว่าเขาได้ควบคุมวิธีการที่ริบบิ้นซ้อนกันบนยอดกัน

Boris Yakobson นักวิทยาศาสตร์วัสดุที่มหาวิทยาลัยไรซ์กล่าวว่าเขา“ ตื่นเต้น” โดยการค้นพบ หากนักวิจัยสามารถใช้เคล็ดลับเพชรหลายแบบในรูปทรงที่แตกต่างกันและควบคุมกระบวนการต่อไปได้“ เราสามารถมองเห็นการสร้างเครือข่ายริบบิ้นที่ออกแบบไว้ล่วงหน้าพร้อมที่จะทำหน้าที่เป็นขั้วไฟฟ้าในวงจรเฉพาะของอุปกรณ์ในอนาคต” เขากล่าว

บทความนี้ทำซ้ำโดยได้รับอนุญาตและเผยแพร่เป็นครั้งแรกในวันที่ 13 กรกฎาคม 2016

แผนที่เครื่องบินอัตโนมัติแผนที่ทะเลน้ำแข็งและรอยหมีขั้วโลกpneumothorax คืออะไร?Mosaic of Lakes and Seas พบที่ Moon Titan ของดาวเสาร์ทำไมสมองทำตามกฎเมื่อน้ำท่วมหมู่เกาะแปซิฟิกมีการอพยพที่ขับเคลื่อนด้วยสภาพอากาศมนุษย์เห็ดในฟาร์มเพาะกายสำหรับต้นไม้นักวิทยาศาสตร์ถอนรากนักฆ่าการฉีดน้ำเสียที่เกิดจากแผ่นดินไหวในโอคลาโฮมา