(PhysOrg.com) -- Gewone tafelsuiker kan een belangrijk ingrediënt zijn voor het ontwikkelen van veel lichtere, sneller, goedkoper, dichtere en robuustere computerelektronica voor gebruik op Amerikaanse militaire vliegtuigen.

Hoewel weliswaar ver in de toekomst, recente resultaten van een programma onder leiding van scheikundige en professor aan de Rice University, Dr. James Tour demonstreert nog een voorbeeld van baanbrekend fundamenteel onderzoek.

Tour en zijn collega's bij Rice hebben een relatief gemakkelijke en controleerbare methode ontwikkeld om ongerepte vellen grafeen te maken --- de één-atoom-dikke vorm van koolstof --- van gewone tafelsuiker en andere vaste koolstofbronnen.

"Dr. Tour onderzoekt een chemische benadering voor het produceren van hoogwaardige op koolstof gebaseerde nanostructuren zoals nanobuizen en grafenen met goed gedefinieerde eigenschappen, " zei AFOSR programmamanager, Dr Charles Lee.

In hun methode een kleine hoeveelheid suiker wordt op een klein vel koperfolie geplaatst. De suiker wordt vervolgens onderworpen aan stromend waterstof- en argongas onder hitte en lage druk. Na 10 minuten, de suiker wordt gereduceerd tot een pure koolstoffilm, of een enkele laag grafeen. Door de gasstroom aan te passen, konden de onderzoekers de dikte van de film regelen.

Het gebruik van vaste koolstofbronnen zoals suiker heeft Tour in staat gesteld om weg te blijven van de meer omslachtige chemische dampafzettingsmethode en de hoge temperaturen die ermee gepaard gaan. Zijn eenstaps, lage temperatuur proces maakt grafeen aanzienlijk gemakkelijker te vervaardigen.

"In een traditioneel CVD-standpunt, het was eenvoudig om de kwaliteit van het ongerepte grafeen te optimaliseren door de groeiomstandigheden en de metaalkatalysatoren aan te passen met continue gasbronnen (CH ₄ of C ₂ H ₂ ), " legde Tour uit. "Met deze techniek waarbij verschillende soorten vaste koolstofbronnen worden gebruikt, meer voordelen zoals grafeendoping en diktecontrole zouden kunnen worden gerealiseerd."

Volgens Toer, gedoteerd grafeen opent meer mogelijkheden voor zowel luchtmacht- als commerciële elektronicatoepassingen. Ongerept grafeen heeft geen bandgap, maar gedoteerd grafeen maakt manipulatie van elektronische en optische eigenschappen mogelijk, belangrijke factoren voor het maken van schakel- en logische apparaten.

"Deze materialen kunnen worden gebruikt in geavanceerde elektronica, fotonica en structurele toepassingen voor de luchtmacht, " legde Leen uit.

Terwijl de luchtmacht zich vooral richt op potentiële elektronicatoepassingen, vele andere commerciële en medische toepassingen mogelijk zijn, inclusief transparante touchscreen-apparaten, speciale biocompatibele films voor chirurgie van traumatisch hersenletsel, snellere transistors in personal computers of dunne materialen voor het oogsten van zonne-energie.