• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Naukowcy badający grafen uzyskują zaskakujący wynik

    01.08.2012. 09:49
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Naukowcy z Wlk. Brytanii pokazali nieoczekiwaną właściwość grafenu, prezentując metodę wykorzystującej grafen jako element składowy to tworzenia nowych, trójwymiarowych (3D) struktur krystalicznych, które wykraczają poza ograniczenia twórcze natury.

    Opisana w czasopiśmie Nature Materials metoda polega na wsuwaniu pojedynczych arkuszy grafenu między warstwy izolacyjne w celu stworzenia urządzeń elektrycznych o wyjątkowych, nowych właściwościach.

    Istnieje nadzieja, że ta nowa metoda otworzy przed fizykami całkowicie nowy wymiar.

    Grafen to materiał 2D składający się z pojedynczej warstwy atomów węgla, ułożonych w formie plastra miodu. To najcieńszy materiał na świecie, a jednocześnie jeden z najmocniejszych. Przewodzi prąd elektryczny równie sprawnie co miedź, a pod względem przewodzenia ciepła jest lepszy od wszystkich innych, znanych materiałów.

    Naukowcy dowiedli, że do wizualizacji poszczególnych warstw atomowych grafenu w skonstruowanych przez nich urządzeniach można wykorzystać nową technikę obrazowania bocznego. Odkryli, że struktury były niemal doskonałe, nawet przy użyciu ponad 10 różnych warstw do zbudowania stosu.

    To odkrycie stanowi kolejny dowód na przydatność grafenu, jako głównego komponentu chipów komputerowych kolejnej generacji.

    Zastosowane przez naukowców obrazowanie boczne zaczyna się od ekstrakcji cienkiego kawałka ze środka urządzenia. Zespół przyrównuje to do cięcia skały w celu uwidocznienia warstw geologicznych lub do krojenia czekoladowego tortu, aby pokazać jego poszczególne warstwy.

    Naukowcy zastosowali wiązkę jonów do nacięcia warstwy grafenu i wydrążenia rowka po obydwu stronach segmentu, który chcieli wyodrębnić. Następnie wydobyli cienki kawałek urządzenia.

    Naczelna autorka raportu z badań, dr Sarah Haigh z Uniwersytetu w Manchesterze, powiedziała: "Nasze kawałki mają grubość zaledwie 100 atomów, co umożliwia nam wizualizację poszczególnych warstw atomowych grafenu w rzucie.

    "Odkryliśmy, że zaobserwowana szorstkość grafenu jest powiązana z jego przewodnością właściwą. Oczywiście musieliśmy wykonać wszelkie pomiary elektryczne przed wcięciem się w urządzenie. Byliśmy również w stanie zaobserwować, że warstwy były absolutnie czyste, a wszelkie resztki pozostałe po produkcji zostały posegregowane w odrębnych kieszonkach i nie wpływały na sprawność urządzenia. Planujemy obecnie wykorzystanie tego nowego obrazowania bocznego do zwiększenia sprawności naszych urządzeń opartych na grafenie".

    Dwaj naukowcy zaangażowani w badania, Andre Geim i Konstantin Novoselov, obydwaj z Uniwersytetu w Manchesterze, otrzymali w 2010 r. Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za "przełomowe doświadczenia z dwuwymiarowym grafenem".

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Grafen – jest płaską strukturą złożoną z atomów węgla, połączonych w sześciokąty. Ze względu na wygląd przypomina plaster miodu. Ponieważ materiał ten ma jednoatomową grubość, uważa się go za strukturę dwuwymiarową. Opis teoretyczny grafenu powstał już w 1947 w pracy Wallace’a. Jednak w tym samym okresie opublikowano szereg innych prac, w których dowodzono, że grafen, jak i inne materiały dwuwymiarowe, nie może istnieć w przyrodzie. Fluorografen - materiał podobny do teflonu, jednak o płaskiej strukturze i lepszej wytrzymałości. Powstaje wskutek dołączania atomów fluoru do grafenu. Andriej Konstantinowicz Gejm, Andre Geim (ros. Андрей Константинович Гейм; ur. 21 października 1958 w Soczi) — fizyk rosyjsko-holenderski pochodzenia niemieckiego, laureat Nagrody Nobla (2010), znany przede wszystkim jako jeden z odkrywców grafenu.

    Grafan – związek chemiczny, substancja będąca modyfikacją grafenu. Jest to uwodorniony grafen. Transformacja ta czyni bardzo silnie przewodzący grafen izolatorem. Nanorurki – struktury nadcząsteczkowe, mające postać pustych w środku walców. Współcześnie najlepiej poznane są nanorurki węglowe, których ścianki zbudowane są ze zwiniętego grafenu (jednoatomowej warstwy grafitu). Istnieją jednak także niewęglowe nanorurki (m.in. utworzone z siarczku wolframu) oraz nanorurki utworzone z DNA.

    Prąd znamionowy – ustalony prąd pracy urządzenia elektrycznego, przy poziomie którego urządzenie to zachowuje się zgodnie z jego przeznaczeniem. Informacja o prądzie znamionowym zamieszczana jest na tabliczce znamionowej urządzenia oraz zamieszczana w instrukcji obsługi urządzenia. Urządzenie dźwigowo-transportowe, urządzenia przeładunkowe – urządzenia transportu bliskiego do poziomego lub pionowego przemieszczania materiałów i obiektów, w obrębie placu składowego, magazynu, hali fabrycznej, fabryki lub innego obiektu.

    Optyka cienkich warstw jest działem optyki, który dotyczy zjawisk zachodzących w strukturach złożonych z bardzo cienkich warstw różnych materiałów. Aby badana struktura spełniała ten warunek, grubość pojedynczej warstwy musi być rzędu długości fali światła, czyli dla światła widzialnego około kilkuset nanometrów. Warstwy tej grubości mają specyficzne własności optyczne związane z dyfrakcją i interferencją światła oraz z różnicami w wartościach współczynnika załamania światła poszczególnych cienkich warstw, podłoża i powietrza. Te efekty mają wpływ zarówno na odbicie światła jak i jego przechodzenie przez obiekt. Wykopaliska stratygraficzne - jest to jedna z dwóch metod eksploracji stanowiska archeologicznego. Polega na usuwaniu warstw archeologicznych zgodnie z ich układem i konturami. Warstwy są usuwane w kolejności odwrotnej do tej w jakiej powstawały. Historia stanowiska jest odsłaniana od czasów najnowszych do czasów najdawniejszych. Archeolodzy posługują się tą metodą prowadzenia wykopalisk kiedy tylko możliwe jest rozróżnienie warstw. Warstwy archeologiczne mają różne kształty, niejednakową miąższość oraz różny przebieg. Warstwy często są zaburzone, przemieszane przez działalność człowieka. Prowadzenie badań tą metodą jest pracochłonne i żmudne, przynosi jednak najlepsze efekty.

    Strefowa koncepcja ochrony odgromowej i przeciwprzepięciowej - polega na dążeniu do tworzenia systemu ochrony. Strefowa koncepcja ochrony jest optymalnym pod względem ekonomicznym oraz niezawodnym w działaniu systemem ochrony odgromowej i przeciwprzepięciowej urządzeń i systemów. Przy jej stosowaniu uwzględnia się zalecenia ochrony odgromowej i przeciwprzepięciowej oraz wymagania dotyczące odporności udarowej urządzeń elektrycznych. Opiera się ona na podziale obiektu na strefy zagrożenia oraz wykorzystaniu charakterystyk poszczególnych stref (czyli parametrów charakteryzujących właściwości ochronne w poszczególnych strefach które określone są w normach). Opiera się też na określeniu i właściwym zastosowaniu odporności urządzeń na działania napięć i prądów udarowych oraz określeniu bezpośredniego oddziaływania na urządzenia udarowego pola magnetycznego.

    Grafen – płaska struktura złożona z atomów węgla, połączonych w sześciokąty. Materiał ten kształtem przypomina plaster miodu, a ponieważ ma jednoatomową grubość, uważa się go za strukturę dwuwymiarową. Grafen jest przedmiotem zainteresowania przemysłu ze względu na różne właściwości, w tym elektryczne i mechaniczne.

    Urządzenie wielofunkcyjne (ang. MFP – Multi Function Product) – urządzenie będące najczęściej połączeniem drukarki, skanera i faksu, zazwyczaj współpracujące z komputerem, choć możliwa jest też praca niezależna – jako kopiarka lub faks. Drukarka wchodząca w skład urządzenia jest najczęściej atramentowa, droższe modele wyposażane są w ustrój laserowy. Nazwa odnosi się także do innych kategorii sprzętów, poza komputerami, jak sprzęt RTV i AGD, do których zaliczają się urządzenia wielofunkcyjne łączące kilka urządzeń i spełniających różne funkcję przy pomocy jednego urządzenia. Przykładowo robot kuchenny, urządzenia gastronomiczne. Ze względu na uniwersalność urządzenia takie nazywane są potocznie kombajnami. Wyładowanie elektrostatyczne (ang. ElectroStatic Discharge). Symbolem ESD oznacza się wszelkie urządzenia (głównie elektryczne) które mogą być uszkodzone przez ładunki elektrostatyczne powstałe w urządzeniach, ludziach, narzędziach, i innych izolatorach lub półprzewodnikach. Ładunki elektrostatyczne - wyrażone w woltach - powstają podczas oddziaływania na siebie dwóch powierzchni (np. but człowieka z podłogą). Człowiek również ładuje się ładunkiem elektrostatycznym podczas chodzenia, pracy, czy nawet jazdy samochodem. W zależności od materiału z jakiego jest wykonana powierzchnia, napięcia te mogą się od siebie różnić, i tak:

    Opór cieplny jest to stosunek grubości warstwy materiału do współczynnika przewodnictwa cieplnego rozpatrywanej warstwy materiału. DataLogger GPS zwany również rejestratorem trasy to urządzenie umożliwiające na zapis położenia urządzenia w czasie. Dzięki temu uzyskuje się zbiór punktów umożliwiający wizualizację przebytej drogi na mapach. Urządzenie tego typu używane są od dawna w zawodach lotniczych umożliwiając zapis całej trasy przelotu. Wymogiem w takim wypadku jest certyfikowanie urządzenia.

    Dodano: 01.08.2012. 09:49  


    Najnowsze