تبليغاتX
آرک سینوس - گرافین و کاربردهایِ آن
آرک سینوس
تکنولوژی ، سلامت و فناوری اطلاعات

 
تاريخ : جمعه 1389/07/30

ایده‌یِ گرافین به‌صورتِ نظری، برایِ اوّلین بار توسطِ فیلیپ والاس در سالِ ۱۹۴۷ بیان شد. محرّک او برایِ بیانِ این ایده، تحقیق و فعّالیّتش رویِ گرافیت ( گرافینِ سه‌بعدی) بود. البته نامِ گرافین به‌طور رسمی تا چهل سال بعد، زمانی که به‌عنوانِ تک‌لایه‌یِ تشکیل‌دهنده‌یِ گرافیت به‌کار رفت، استفاده نشد. در حقیقت گرافین، یک شبکه‌یِ لانه‌زنبوری‌ِ ۲بعدی‌ست که از پیوندِ کووالانسیِ اتم‌هایِ کربن به‌وجود آمده است و ضخامتش تنها یک‌اتمِ کربن است. گرافین پایه و اساسِ گرافیت است، به‌این علّت که با رویِ هم قرار گرفتنِ گرافین‌ها، گرافیت به‌وجود می‌آید. به‌عبارتِ دیگر یک‌گرافیت از گرافین‌هایی تشکیل شده است که به‌وسیله‌یِ نیروهایِ جاذبه‌یِ ضعیفِ بینِ مولکولی رویِ هم قرار گرفته‌اند. لازم به‌ذکر است که شکلِ کاملاً قابلِ مشاهده و آزمایشِ آن تا سالِ ۲۰۰۴ کشف نشده بود.
در طولِ ۶ سالِ گذشته، دانشمندان کشف کرده‌اند که گرافین ویژگی‌هایِ منحصربه‌فرد و عجیبی دارد. بعضی‌ها می‌گویند که این ماده می‌تواند زندگیِ ما را در قرنِ ۲۱ متحوّل کند. نه‌تنها گرافین نازک‌ترین مادّه‌ای‌ست که قابلیّتِ شکل‌پذیریِ مفید و بهره‌برداری از این‌قابلیّتش را دارد، بلکه ۲۰۰ برابر مستحکم‌تر از فولاد است و از لحاظِ رسانشِ الکتریکی، برتر از هر نوع مادّه‌ای‌ست که در دمایِ اتاق وجود دارد.


کنستانتین نوسلو - آندره گیم

 در حقیقت یکی از مهم‌ترین کاربردهایِ گرافین می‌تواند در الکترونیک باشد. هدفِ مهندسان (که بنا به‌قانونِ مور به‌جز این مورد، چیزِ دیگری نمی‌تواند باشد!!)، قدرتِ بیشتر در حجمِ کمتر بدونِ افزایشِ قابلِ ملاحظه‌یِ دما در یک تراشه است. یک ترانزیستورِ گرافینی می‌تواند با سرعتِ بسیار بیشتری عمل و به‌طرزِ قابلِ توجه‌ای هم در برابرِ افزایشِ دما مقاومت کند.
نوبلِ امسال به‌دو دانشمندِ روس به‌نام‌هایِ کنستانتین نُوِسلو و آندره گِیم رسید که علّتِ این جایزه کارِ نویِ آن‌ها در این‌مسئله بود که می‌تواند منجر به‌انقلابی در صنعتِ الکترونیک و امکانِ ساختِ وسایلی سخت‌تر از فولاد و جرمی کمتر از حدِّ معمول گردد. گِیم می‌گوید:

می‌توان این وضعیّت را شبیهِ ۱۰۰ سالِ پیش دانست، یعنی زمانی که پلیمرها کشف شدند. مدّتی زمان برد تا پلیمرها در پلاستیک به‌کار روند و این‌چنین در زندگیِ ما پراهمیّت گردند.


ذرّه‌ای از کاربردهایِ محتملِ گرافین می‌تواند مواردِ زیر باشد:

  • استفاده شدن به‌جایِ فیبرهایِ کربن در کامپوزیت‌ها که نتیجتاً باعثِ ایجادِ هواپیماها و ماهواره‌هایِ سبک‌تر گردد.
  • استفاده شدن به‌جایِ سیلیکون‌هایِ نیمه‌رسانا در ترانزیستورها.
  • جاسازی کردنِ گرافین در پلاستیک که می‌تواند پلاستیکِ مذکور را رسانا کند.
  • امکانِ بالابردنِ دوامِ باتری‌ها با استفاده از غبارِ گرافینی.
  • کاربرد در الکترونیکِ نوری.
  • ایجادِ پلاستیک‌هایی سخت‌تر، مستحکم‌تر و سبک‌تر.
  • کاربرد به‌عنوانِ پوششِ شفافِ رسانا برایِ سلول‌هایِ خورشیدی و نمایشگرها.
  • ایجادِ توربین‌هایِ بادیِ کارآمدتر.
  • ایجادِ ایمپلنت‌هایِ مستحکم‌تر (پزشکی).
  • کاربرد در تجهیزاتِ ورزشی.
  • ایجادِ ابرخازن‌ها.
  • کاربرد برایِ پیشرفتِ صفحاتِ لمسی.
  • کاربرد در LCDها.
  • کاربرد در OLEDها.
  • امکانِ ایجادِ شیوه‌یِ جدیدی در ترتیب‌گذاریِ DNAها به‌وسیله‌یِ ایجادِ نانو-شکافی در گرافین.


همان‌طور که بیان شد، مواردِ فوق تنها ذرّه‌ای از کاربردهایِ احتمالیِ گرافین و بدونِ بررسیِ دقیق است. اصلاً همین کامپیوتر را در نظر بگیرید و تأثیرِ گرافین رویِ‌ آن را محاسبه کنید: IBM قبلاً ترانزیستورِ گرافینیِ ۱۰۰ گیگاهرتزی را رونمایی کرده و گفته است که ظهورِ پردازنده‌هایِ یک تراهرتزی هم نزدیک است. آینده‌یِ کاربردهایِ گرافین، آینده‌ای بی‌حد و مرز است که در هر نقطه از صنعت می‌تواند کاربرد داشته باشد و بسیار محتمل است که با گذرِ زمان، گرافین جایگاهِ پلاستیکِ امروزی را پیدا کند.



ارسال توسط حمیدرضا شاهمیرزاد

ابزار رایگان وبلاگ