کد خبر:1018786
اشتراک گذاری
مرتب‌سازی نظرها براساس:

گرافن؛ ماده ای با خصوصیات منحصر به فرد

گرافن، ماده‌اي متشکل ازیک لایه از اتمهای کربن است، كه تا به امروز به عنوان یکی از قویترین مواد شناخته شده مطرح است، 200 برابر قویتر از فولاد، سبکتر از کاغذ، كه داراي خواص مکانیکی والکتریکی فوق العاده‌ای است. اما آيا این ماده مي تواند انتظارات محققان را بر آورده كند؟

به گزارش کلیک، دانشمندان دانشگاه بركلي اولين تئوري آماري شناخته شده براي سختي بلور گرافن را كه با روش رسوب بخار شيميايي بوجود مي آيد مورد بررسي قرار داده و متوجه استحكام آن شدند (البته میزان استحکام آن به اندازه گرافن ذاتی تك كريستالي نیست) اما مهمتر از آن مسئله سختي يا مقاومت در برابر شكستگي است كه بسيار كم است. مقاله آنها تحت عنوان "سختي و استحكام  نانو كريستال گرافن" در مجله Nature Communications به چاپ رسيده است.

رابرت ریچی دانشمند دانشگاه برکلی اظهار داشته است: به طور حتم، این ماده بسیار مستحکم است، اما میزان سختی آن کم است– کمتر از الماس و کمی بیشتر از گرافیت خالص . استحکام بسیار بالای آن چشمگیر است، اما نمی‌توان لزوماً از این خصوصیت آن بهره برد مگر اینکه در برابر شکست مقاومت داشته باشد.

ریچی که یکی از متخصصین برجسته در رشته علوم مواد دانشگاه برکلی است، با همراهی تیمی از محققین موسسه تحقیقاتی میلر توانستند برای درک بهتر و پیش‌بینی رفتار گرافن یک مدل آماری برای سختی پلی کریستال گرافن ارائه دهند.

در این تحقیق از یک مدل ریاضی برای مواد مبتنی بر ساختار نانو استفاده شده است. ریچی می گوید: ما دریافتیم که میزان استحکام تا حدودی با اندازه ذره تغییر می‌کند، اما  آنچه در این مدل برای ما مهم بود تعریف مقاومت در برابر شکست بود.

سختی، مقاومت مواد در برابر شکست مواد و استحکام، مقاومت در برابر تغییر شکل مواد اغلب به صورت متقابل دارای ویژگی های ناسازگار هستند. ریچی در ادامه بیان داشت: ساختار یک ماده دارای سختی است و ما به سادگی نمی‌توان قدرت مواد را در ساختارهای بحرانی استفاده کنیم – ما سعی می‌کنیم از سختی مواد استفاده کنیم. هنگامی که شما به ساختاری مانند یک مخزن تحت فشار در راکتور هسته‌ای نگاه می کنید، می بینید که به جای استفاده از یک فولاد با قدرت فوق‌العاده زیاد از یک فولاد با قدرت کم استفاده شده است. سخت‌ترین فولاد در ساخت ابزاری مانند چکش استفاده می شود، اما به دلیل ترس از اتفاقات ناگوار هیچ وقت از چنین موادی در ساختارهای بحرانی استفاده نمی شود.

باید توجه داشت که با توجه به ساختار قابل اطمینان و خصوصیات مکانیکی گرافن، امروزه در بسیاری از کاربردهای پیش روی مانند صفحه نمایش انعطاف پذیر الکترونیکی، پوشش مقاوم در برابر خوردگی و دستگاه های بیولوژیک استفاده از گرافن پیشنهاد می گردد.

اگرچه شاید گرافن تک کریستالی خالص نقص کمتری داشته باشد، اما تیم تحقیقاتی دانشگاه برکلی در این مطالعه از پلی کریستال گرافن به عنوان ماده‌ای ارزان که با روش رونشانی بخار شیمیایی یا CVDحاصل می شود استفاده کردند.

وی در ادامه اشاره داشت: نتایج بدست آمده حاصل اقدامات تجربی بوده است. نتایج بدست آمده به صورت تجربی نشان می دهد که می توان یک توپ فوتبال را بر روی یک ورق تک کریستالی گرافن قرار داد بدون آنکه ورق شکسته شود. به نظر می آید توپ فوتبال بسیار سنگین تر از آن باشد که ورق گرافنی بتواند تحمل آن را داشته باشد و ورق تک کریستالی گرافن تنها توانایی قرارگیری یک توپ پینگ پونگ را داشته باشد. این برای یک ماده تک اتمی ضخیم بسیار قابل توجه است.

تیم تحقیقاتی ریچی در حال مطالعه بر روی تاثیر اضافه شدن هیدروژن به این ماده هستند. او می گوید: ما بسیاری از مسائل مربوط به شکست گرافن را نمی دانیم، بنابراین ما در حال تلاش برای کشف حساسیت این ماده به اتمهای دیگر هستیم. ما دریافتیم که شکاف گرافن در حضور هیدروژن با سهولت انجام می پذیرد.

 

 

منبع: phys.org

نظرها

سر‌خط آخرین خبرها

خبرهای بیشتر
ایلان ماسک: اینترنت ماهواره ای استارلینک هم اکنون در ایران فعال است
ایلان ماسک: اینترنت ماهواره ای استارلینک هم اکنون در ایران فعال است

کریم سجادپور در خصوص آخرین وضعیت فعالسازی اینترنت ماهواره ای استارلینک در...

لیست سایت ها و اپلیکیشن هایی که در روزهای اخیر فیلتر شدند

پلتفرم هایی که طی روزهای اخیر تا این لحظه پس از اعمال محدودیت در دسترسی به...

هک سایت های دولتی تکذیب شد
هک سایت های دولتی تکذیب شد

مرکز ملی فضای مجازی اعلام کرد ادعاهای اخیر گروه انانیموس درخصوص حملات سایبری...

با این خودرو در مسافت های کوتاه پرواز کنید

شرکت خودرو سازی فولکس واگن یک محصول جدید مفهومی سطح پنج جدید را معرفی کرده...

فیلتر دائمی اینستاگرام و واتساپ در ایران کلید خورد | حذف اپ های محبوب از مایکت و کافه بازار

پس از فیلتر اینستاگرام و واتس‌اپ در ایران، این دو پلتفرم محبوب از فروشگاه...

نفس عمیق سیستم توزیع برق کشور با قطع اینترنت بین الملل | ماینرها از کار افتادند

به جرات می توان گفت در کنار معایب بسیار قطع اینترنت بین الملل در ایران اما یکی...

فیلتر سایت گوگل از ساعت 16 تا 24

به نظر می رسد ماجرای مهار معترضین خیابانی در حوزه مجازی به فاز جدیدی وارد شده...

هجوم مردم برای خرید تجهیزات استارلینک در ایران
فریب سایتهای جعلی برای ثبت نام استارلینک را نخورید

با چراغ سبزی که خزانه داری آمریکا برای فروش تجهیزات اینترنت ماهواره ای...

تهدید دولت ایران توسط انانیموس: اگر اینترنت ملت را قطع کنید، اینترنت دولت را قطع می کنیم!
تهدید دولت ایران توسط انانیموس: اگر اینترنت ملت را قطع کنید، اینترنت دولت را قطع می کنیم!

گروه هکری انانیموس که اخیراً به واسطه حمایتش از جنبش مردم در ایران مورد توجه...

چطور از وزارت ارتباطات بابت قطع اینترنت و تحمیل ضرر به کسب و کار آنلاین خود شکایت کنیم؟

قطعی و اختلال در اینترنت این روزها به جزئی لاینفک از فضای کسب و کار آنلاین در...