(Phys.org) —Als twee vellen grafeen op een speciale manier worden gestapeld, het is mogelijk om het grafeen af ​​te koelen met een laser in plaats van het op te warmen, Onderzoekers van de Universiteit van Manchester hebben aangetoond.

In een artikel gepubliceerd in Nano-letters , een multinationaal team van wetenschappers, waaronder Dr. Aravind Vijayaraghavan uit Manchester, Professor Ado Jorio van Belo Horizonte in Brazilië en professor Lukas Novotny uit Zürich hebben laten zien hoe laserlicht interageert met een speciaal soort grafeen om het af te koelen. Dit zou het mogelijk maken om elektronische apparaten van grafeen koeler en sneller te laten werken door er simpelweg een laser op te laten schijnen.

In hun experiment hebben de wetenschappers gebruikten twee gestapelde vellen grafeen, maar met het ene blad 11,3° gedraaid ten opzichte van het andere. Lasers worden vaak gebruikt om dingen heter te maken, om ze te verbranden of zelfs om metaal te smelten. Maar dit zogenaamde 'twisted bi-layer grafeen' heeft zeer unieke eigenschappen. Bij speciale combinaties van draaihoek en laserenergie, precies het tegenovergestelde gebeurt.

Dr Vijayaraghavan, die de Nano-functional Materials Group leidt, legt uit "In elk materiaal, warmte wordt opgeslagen in de trillingen van atomen; in een heet materiaal, atomen trillen sneller dan in een kouder materiaal. Wanneer een laser van een bepaalde energie (kleur) op dit verwrongen grafeen schijnt, de lichtdeeltjes in de laser (fotonen genaamd) zullen de trillingsenergie van de atomen absorberen, waardoor het systeem afkoelt."

Nick Clark, een promovendus in de groep van Vijayaraghavan, beschrijft hoe dit bijzondere grafeen wordt geproduceerd. "Als we grafeenvlokken maken met plakband, sommige vlokken hebben rechte randen, geeft een indicatie van de richting waarin de atomen zijn georiënteerd. We identificeren twee van dergelijke vlokken, en lijn ze vervolgens uit zodat de rechte randen een vaste hoek hebben. De hoek die we moeten maken, hangt af van de kleur van het laserlicht dat we gaan gebruiken."

Volgens dr. Vijayaraghavan, deze nieuwe ontdekking heeft enorme technologische implicaties. Hij voegt eraan toe:"Zoals je misschien hebt ervaren, als een computerchip snel draait, het wordt erg heet. Dit geldt ook voor toekomstige computerchips die mogelijk met grafeen worden gemaakt. Als het mogelijk is om de chip af te koelen, dan kan het sneller. Momenteel, mensen gebruiken airconditioning, koud water of zelfs vloeibare stikstof om hun computers koel te houden. Een toekomstige grafeencomputer kan worden gekoeld door er een laser op te laten schijnen."