ابداع روشی نوین برای شکل دادن به گرافین و ساخت اشیاء سه بعدی با آن

گرافین ماده ای نوین برای دانشمندان و مهندسانی محسوب می شود که به دنبال ایجاد دستگاه های الکترونیکی با اشکال مختلف هستند؛ از لامپ های مقرون به صرفه (کوچک و بزرگ) گرفته تا پیل های خورشیدی، نمایشگرهای انعطاف پذیر و بسیاری دیگر، همه و همه مواردی هستند که می توان با استفاده از این ماده ساخت، به بیان دیگر گرافین یک معجزه چند منظوره است.

با این همه، در تمامی این موارد، گرافین در شکل اصلی اش، یعنی صفحات تخت با ضخامت یک اتم باید در کنار سازه ها و پشتیبان های جانبی مورد استفاده قرار گیرد زیرا به خودی خود فاقد شکلی منسجم است.

حالا، پژوهشگران دانشگاه النویس موفق به ابداع روشی برای ساخت اشیاء سه بعدی با استفاده گرافین شده اند که احتمال تولید طیف گسترده ای از دستگاه های الکترونیکی مبتکرانه را فراهم می سازد.

در ادامه این مطلب با دیجیاتو همراه باشید.

این پژوهشگران، برای ایجاد اشکال سه بعدی از گرافین، نخست باید مطمئن شوند که رویکردشان برای حفظ یکپارچگی ساختاری این ماده در زمانی که تغییر شکل می یابد، صحیح و مناسب است.

به همین خاطر، این تیم، یک نوار گرافینی را که برای منعطف شدن در داخل حلال خیس خورده بود،  روی نوعی شکل دهنده و یا قالب قرار دادند.

زمانی که گرافین روی این شکل دهنده قرار داده شد، ماده حلال به مرور زمان تبخیر گشته و در نهایت لایه ای از گرافین را از خود بر جای گذاشت که شکل آن را به خود گرفته بود. تیم پژوهشگران النویس با این کار، موفق شدند طیف گسترده ای از اشکال را با استفاده از گرافین بسازند.

قرار گرفتن گرافین روی سطوح سه بعدی

3d-graphene-1

SungWoo Nam استادیار رشته مهندسی مکانیک دانشگاه النویس در این رابطه گفت: «تا جایی که ما می دانیم، این نخستین پژوهشی است که با هدف نشان دادن انعطاف پذیری گرافین و ایجاد اشکال مختلفی چون هرم، استوانه، کره، هرم های وارونه و یک پارچه سازی نانو ذرات طلا با استفاده از آن انجام می شود.

او در ادامه گفت: ما گام های مختلف این آزمایش شامل تورم و کوچک شدن گرافین را با احتیاط کامل دنبال نمودیم تا مدت زمان تعلیق گرافین حول میکرو سازه های شکل دهنده را به حداقل برسانیم و فرایند یکپارچه سازی سه بعدی را با موفقیت انجام دهیم.

وی ادامه داد: ما میزان تورم لایه گرافین را با تنظیم نمودن مدت زمان خیس خوردن آن در حلال اورگانیک و همچنین نرخ مونومر و polydimethylsiloxane ترکیب شده تحت کنترل قرار دادیم.

ابعاد میکرو سازه های گرافینی ساخته شده توسط دانشگاه النویس از 3.5 تا 50 میکرومتر متغیر است و از این لحاظ می توان آنها را در میانه دستگاه های الکترونیکی قرار داد که تشخیص دهنده های عکس (Photodector)، آنتن های نانو و دیگر قطعات الکترونیکی مینیاتوری را که زمانی تنها از طریق سیلیکون قابل ساختن بودند را در بر می گیرد.

طبق اعلام این تیم، این عوامل به همراه خاصیت قابل حمل بودن و سازگار پذیری آن، بدان معنا خواهد بود که می توان گرافین را در حوزه های گسترده تری مورد استفاده قرار داد.

SungWoo Nam در ادامه صحبت های خود گفت: ما همچنین انتظار داریم که رویکرد تازه مان در یکپارچه سازی سه بعدی گرافین، ساخت دستگا ههای ترکیبی پیشرفته ای که مابین سیستم های میکروالکترومکانیکی (MEMS) و مواد دوبعدی قرار دارند را نیز از این ساده تر کند.

لازم به یادآوی است که به خاطر شکننده بودن گرافین با قطر اتمی اش، روش های قبلی برای خم کردن یا ساخت اشکال پیچیده از طریق آن، به نتیجه نرسید و در بهترین موارد، به ساخت اشیائی نافرم منتهی شد.

پژوهشگران دانشگاه النویس، برای بررسی گرافین شکل گرفته از شیوه های مختلفی استفاده نمودند که از آن جمله می توان به کاربرد میکروسکوپ های الکترونی، میکروسکوپ های اتمی، طیف سنج رامان و اندازه گیری الکتریکی مقاومت استفاده نمودند تا تایید کنند که گرافین شکل و ثبات خود را پس از شکل گرفتن حفظ نموده است.

Jonghyun Choi یکی از فارغ التحصیلان حاضر در گروه تحقیقاتی Nam می گوید: این اشکال سه بعدی نتنها از موارد ساخته شده قبلی بزرگ تر هستند بلکه با انجام این آزمایش توانستیم یکپارچگی و ماهیت آسیب ناپذیر گرافین یکپارچه سازی شده با استفاده از قالب های سه بعدی را به اثبات برسانیم.

مطالب مرتبط

سامسونگ تا سال ۲۰۲۱ حداقل یک گوشی با باتری گرافینی تولید خواهد کرد

سامسونگ امیدوار است تا سال 2021 حداقل یک تلفن هوشمند با باتری گرافینی به بازار بفرستد.افشاگر معروف دنیای فناوری یعنی «ایوان بِلَس» خبر جایگزینی باتری های لیتیوم یونی در گوشی های سامسونگ را در توییت اخیر خود اعلام کرده است:«به من گفته شده سامسونگ تا سال آینده یا 2021، حداقل یک گوشی را با باتری... ادامه مطلب

کشف نوع جدیدی از خاصیت مغناطیسی در گرافین

گرافین صفحه‌ای از اتم‌های کربن است که با وجود ساختار ساده‌اش همچنان کاربردها و رفتارهای جدیدی از خود نشان می‌دهد. در جدیدترین تحقیق دانشمندان دانشگاه استنفورد، آن‌ها نشان دادند که گرافین با چینش خاصی می‌تواند میدان مغناطیسی تولید کند. پیشتر  به این فرم جدید از خاصیت مغناطیسی گرافین فقط به صورت تئوری پرداخته شده بود.ار... ادامه مطلب

این پوشیدنی نازک موبایل را به ابزاری برای نجات جان آدمی بدل می‌کند [تماشا کنید]

کمپانی Graphene Flagship (پرچمداران گرافینی) با همکاری موسسه علوم فوتونی ICFO در حال توسعه نازکترین پوشیدنی‌ های ممکن به شکل پچ‌ های چسبی هستند و قصد دارند از آنها طی کنگره جهانی موبایل بارسلون (MWC 2019) رونمایی کنند. در این محصولات قابلیت‌ های بسیاری در زمینه ردیابی سلامتی تعبیه شده و آنها می‌توانند حتی میزان تابش... ادامه مطلب

راهکار هواوی برای حذف حرارت در خانواده میت ۲۰ چیست؟

گرافین از جمله مشتقات کربن است که ساختاری شبیه به لانه زنبور با دو بعد دارد و به خاطر خواص منحصربفردش از جمله رسانایی فوق العاده در صنایع مختلف به کار بسته می شود. حالا هوای اعلام کرده که با همراهی دانشگاه کمبریج از این ماده برای ایجاد نوعی سیستم پخش حرارت کمک گرفته و... ادامه مطلب

گلکسی اس 10 به باتری گرافینی مجهز می شود؟

سال گذشته پتنت جدیدی از شرکت سامسونگ بدست آمد که نشان می‌داد این شرکت در حال توسعه‌ی باتری گرافینی است که می‌تواند تا ۴۵ درصد انرژی بیشتری نسبت به همتایان لیتیوم یونی خود ذخیره کند. حال یکی از منابع آگاه صنعت تلفن ‌هوشمند مدعی شده که روند توسعه باتری گرافینی سامسونگ تقریباً تکمیل شده و این... ادامه مطلب

ابداع روشی برای دو برابر کردن استحکام گرافن

دانشمندانی از دانشگاه هیوستون تگزاس روشی برای افزایش دو برابری استحکام گرافن سه بعدی از طریق نانولوله های کربن ابداع کرده اند. آنها همچنین نشان داده اند که این روش احتمالاً می تواند میزان استحکام را تا 10 برابر نیز افزایش دهد.گرافن یک لایه از گرافیت با اتم هایی با آرایش شش ضلعی و مشابه... ادامه مطلب

ویجیاتو

نظرات ۳

وارد شوید

برای گفتگو با کاربران، وارد حساب کاربری خود شوید.

ورود

رمزتان را گم کرده‌اید؟