مادهاي از جنس كربن، با خواص متفاوت







گرافن، مادهاي كريستالي و دو بعدي از جنس كربن است. اين ماده در حقيقت لايهاي از اتمهاي كربن است كه به صورت ششوجهي در كنار هم قرار گرفتهاند. اگرچه به نظر ميرسد كه ساخت اين بلورهاي دو بعدي غير ممكن باشد، اما فيزيكدانان دانشگاه منچستر در سال 2004 براي نخستين بار موفق به ساخت اين ماده شدند. امروزه محققان توانستهاند با انجام تحقيقات بيشتر به ويژگيهاي منحصر به فردي از اين ماده دست يابند.
نتايج به دست آمده از اين تحقيقات نشاندهنده وجود ويژگيهاي بسيار شگفتانگيزي در اين ماده است كه بسيار فراتر از آن چيزي است كه براساس تئوري پيشبيني ميشود. يكي از جديدترين كاربردهاي اين ماده استفاده از آن در ساخت ابزارهاي تلفيق كننده نوري قابل تنظيم در ارتباطات و ديگر ابزارهاي الكترونيكي است كه در مقياس نانو مورد استفاده قرار ميگيرند. گرافيت نوعي ماده كربني شناخته شده است كه در ساخت مواد نيز از آن استفاده مي شود. اين ماده از لايههايي از اتمهاي كربن تشكيل شده است كه در سطحي با استحكام بسيار زيادي به هم متصل شده و در كنار هم قرار گرفتهاند و تنها عيب اين ماده در اين است كه اتصال بين صفحات از استحكام قابلتوجهي برخوردار نبوده و لايهها به آساني روي همديگر حركت ميكنند.

اگر چه قبل از سال 2004 هيچ يك از اين لايهها به صورت جداگانه مورد بررسي قرار نگرفته بودند، اما در حقيقت هر يك از لايههاي تشكيل دهنده گرافيت، گرافن هستند. بلورهاي دو بعدي گرافن از نظر ظاهري با مواد سه بعدي مانند سيليكون كاملا متفاوت هستند. يكي از ويژگيهاي جالب توجه ساختار الكترون در اين ماده آزاد بودن الكترونها در گرافن است. برخلاف مواد ديگر، الكترونها دراين ماده بدون برخورد با يكديگر و به صورتي پرتابي حتي در دماي اتاق نيز با فاصلههاي نسبتا زياد نسبت به همديگر در حركت هستند و به همين علت توانايي عبور جريان الكتريكي در اين ماده 10 تا 100 برابر نيم رساناهاي معمولي مانند سيليكون است.

منابع: sciencedaily