کریستال‌های تک‌اتمی گرافیت

گرافیت یا همان کربن خالص به دلیل داشتن خواص و ویژگی‌های منحصر به فرد از دیگر مواد موجود در زمین متمایز است. کربن خالص جزو تنها موادی است که در طبیعت به دو شکل خالص و کاملا متمایز یافت می‌شود که این تفاوت در شکل به دلیل میزان فشاری است که به کربن خالص وارد می‌شود و بر اثر این تفاوت در میزان فشار وارده سخت‌ترین (الماس) و سست‌ترین (گرافیت) ماده جهان شکل می‌گیرد و به همین دلیل این ماده بسیار مورد توجه محققان و پژوهشگران بوده است. گرافیت جزو بهترین انتقال‌دهنده‌های گرما و حرارت است که تا به حال یافت شده است؛ انتقال‌دهنده‌ای بسیار قوی‌تر و بهتر از مس. این ماده به طور مجازی شفاف و گذرانی برای نور است و آنقدر متراکم و غلیظ است که هیچ گازی از آن نمی‌تواند عبور کند.

کد خبر: ۳۸۵۶۸۷

این ویژگی‌های منحصر به فرد گرافیت سبب شده نسبت به سایر انتقال‌دهنده‌ها، قدرت زیادی در انتقال انرژی و نور داشته باشد و می‌تواند کاربردهای وسیعی در وسایل الکترونیکی داشته باشد و همین ویژگی منحصر به فرد سبب شده تا جایگزین مناسبی برای سیلیکون در تراشه‌های کامپیوتری باشد. با کشف این مزایا و قابلیت‌هایی که در گرافیت یا کربن خالص یافت شده، راه برای ساخته شدن گرافیت‌هایی بی‌نقص و کامل فراهم شده است. برای این کار محققان سعی کرده‌اند از تکنیک‌ها و روش‌های مختلفی در تولید انبوه گرافیت بهره ببرند. در یکی از این روش‌ها طی فرآیندی گاز متان را تا 1000 درجه سیلیسیوس حرارت می‌دهند تا پیوندهای شیمیایی میان مولکول‌های آن را بشکنند.

در این فرآیند مولکول‌های متان به اتم‌های هیدروژن و کربن شکسته می‌شوند و در نتیجه اتم‌های کربن به هم متصل شده و به صورت ماده سیاهرنگ گرافیت بر سطح ظاهر می‌شود که می‌توان آن را جمع‌آوری کرد. از مزایای این روش تولید ارزان، کیفیت بالا و مقدار زیاد آن است. دانشمندان دریافته‌اند که مس در تولید گرافیت بسیار موثر است، مس هنوز هم سازگاری زیادی با گرافیت دارد. تولید اتم‌ها و لایه‌های منفرد از گرافیت، دانشمندان را قادر کرده است تا با شکل دادن گرافیت چند لایه و ترکیب آنها با هم بتوانند آنها را رشد داده و قدرتمندتر و مستحکم‌تر کنند و به این شیوه گرافیت‌هایی مستحکم پدید می‌آید که قابلیت جایگزینی با سیلیکون را در تراشه‌های کامپیوتری دارد.

آنها به زودی قادر خواهند بود بدون استفاده از سیلیکون و تنها با استفاده از کریستال تک‌اتمی و منفرد گرافیت در ساخت قطعات الکترونیکی مثل کامپیوتر استفاده کنند. چون همان گونه که گفتیم قابلیت انتقال‌دهندگی گرافیت بسیار بالا است. بنابراین در سال‌های آینده شاهد استفاده وسیع از گرافیت در بسیاری از موارد و در صنایع مختلف خواهیم بود.