Wetenschap
Afbeelding:de eilanden van koolstof vormen geodetische koepelachtige structuren die lijken op het Eden Project van Cornwall
UCL-onderzoekers helpen de geheimen te ontrafelen van een materiaal dat uiteindelijk zou kunnen worden gebruikt in een nieuwe generatie elektronische apparaten.
Grafeen is een koolstoflaag van slechts één atoom dik - het dunste bekende materiaal in het universum en het sterkste dat ooit is gemeten.
Het is 200 keer sterker dan staal en kan een miljoen keer meer elektriciteit vervoeren dan koper.
Deze eigenschappen geven grafeen een aantal potentiële nieuwe toepassingen, zoals het gebruik ervan in het circuit van snellere computers of krachtigere mobiele telefoons, maar grafeenplaten zijn moeilijk en duur om te produceren.
Professor Dario Alfč en Dr. Monica Pozzo (UCL Earth Sciences) maken deel uit van een groep die de mechanismen voor de groei van grafeen voor een bepaalde productiemethode probeert te begrijpen en te karakteriseren.
De methode, bekend als chemische dampontleding, omvat het sturen van koolwaterstofmoleculen naar een iridiumoppervlak dat wordt verwarmd tussen kamertemperatuur en 1000 graden.
Wanneer ze het oppervlak raken, verliezen deze moleculen hun waterstofatomen, die de ruimte in vliegen, de resterende koolstofatomen aan het iridium laten kleven, waar ze zichzelf beginnen te assembleren in kleine ‘nano-structuren’. De nanostructuren ontwikkelen zich uiteindelijk tot volledig gevormde grafeenvellen.
Professor Alfa, Dr Pozzo en hun collega's onder leiding van Dr Alessandro Baraldi en Dr Silvano Lizzit bij ELETTRA, het Synchrotron-lichtlaboratorium in Triëst, Italië, zijn begonnen te ontrafelen hoe dat proces verloopt, en dus hoe het kan worden gecontroleerd.
Professor Alfč zei:“Deze methode om grafeen te kweken is algemeen bekend; echter, het mechanisme dat ons van een met koolstof bedekt oppervlak naar de vorming van een volledig gevormde grafeenplaat brengt, moet nog worden begrepen.
“We ontdekten dat de groei van grafeen begint met de vorming van kleine eilanden van koolstof met een ongewone koepelstructuur, waarin alleen de atomen aan de omtrek zijn gebonden aan het iridiumsubstraat terwijl de centrale atomen ervan loskomen, waardoor het eiland in het midden naar boven uitpuilt.
“De structuur lijkt op die van het Eden Project-gebouw in Cornwall. We ontdekten ook dat de grootte van deze 'geodetische nanodomes' afhing van de temperatuur van het iridiumsubstraat, en de manipulatieprocedure, mogelijke routes suggereren om de grootte van grafeenvellen op nanoschaal te regelen.
“Deze kunnen in de toekomst worden gebruikt als bouwstenen voor elektronische schakelingen van de nieuwe generatie, bijvoorbeeld om veel snellere computers te maken, of mobiele telefoons die data tegen veel hogere snelheden verzenden.”
Aangeboden door University College London (nieuws:web)
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com