Baai, fjord, inham, fauteuil en zigzag-chemici gebruiken termen als deze om de vormen te beschrijven die worden ingenomen door de randen van nanograafeen. Grafeen bestaat uit een enkellaagse koolstofstructuur waarin elk koolstofatoom is omgeven door drie andere. Hierdoor ontstaat een patroon dat doet denken aan een honingraat, met atomen in elk van de hoeken. Nanografeen is een veelbelovende kandidaat om micro-elektronica naar de nanoschaal te brengen en een waarschijnlijke vervanging voor silicium.

De elektronische eigenschappen van het materiaal zijn sterk afhankelijk van de vorm, maat en vooral periferie - met andere woorden hoe de randen zijn gestructureerd. Een zigzagomtrek is bijzonder geschikt - in deze configuratie, de elektronen, die optreden als ladingdragers, zijn mobieler dan in andere randstructuren. Dit betekent dat het gebruik van stukjes zigzagvormig grafeen in nano-elektronicacomponenten hogere frequenties voor schakelaars mogelijk maakt.

Materiaalwetenschappers die alleen zigzag-nanografeen willen onderzoeken, worden geconfronteerd met het probleem dat deze vorm de verbindingen onstabiel en moeilijk gecontroleerd te produceren maakt. Dit is een voorwaarde, echter, als de elektronische eigenschappen in detail moeten worden onderzocht.

Onderzoekers onder leiding van Dr. Konstantin Amsharov van de leerstoel Organische Chemie II zijn daar nu in geslaagd. Hun onderzoek is nu gepubliceerd in Natuurcommunicatie . Ze hebben niet alleen een eenvoudige methode ontdekt om zigzag nanograafeen te synthetiseren, hun procedure levert een opbrengst op van bijna 100 procent en is geschikt voor grootschalige productie. In het laboratorium hebben ze al een technisch relevante hoeveelheid geproduceerd.

De onderzoekers maakten eerst voorlopige moleculen, die ze vervolgens gedurende verschillende cycli in een honingraatformatie in elkaar passen in een proces dat bekend staat als cyclisatie. Uiteindelijk, grafeenfragmenten worden geproduceerd uit verspringende rijen honingraten of vierledige sterren rond een centraal punt van vier grafeenhoningraten, met het gewilde zigzagpatroon aan de randen. Het product kristalliseert direct, zelfs tijdens de synthese. In hun vaste toestand, de moleculen komen niet in contact met zuurstof. in oplossing, echter, oxidatie zorgt ervoor dat de structuren snel desintegreren.

Met deze aanpak kunnen wetenschappers grote stukken grafeen produceren, terwijl ze de controle over hun vorm en periferie behouden. Deze doorbraak in grafeenonderzoek betekent dat wetenschappers binnenkort in staat moeten zijn om een ​​verscheidenheid aan interessante nanografeenstructuren te produceren en te onderzoeken, een cruciale stap in de richting van het gebruik van het materiaal in nano-elektronische componenten.