Grafen spod lasera

Opublikowano: 11.12.2014 | Kategorie: Nauka i technika, Wiadomości ze świata

Liczba wyświetleń: 248

Naukowcy z Rice University wykorzystali laser do uzyskania na tanim polimerze wielu warstw grafenu układających się w pożądany wzorzec. Cały proces przebiega w temperaturze pokojowej i nie wymaga kontrolowanego środowiska.

Laserowo indukowany grafen (LIG) nie jest idealną strukturą powiązanych ze sobą atomów. To raczej mieszanina połączonych płatków grafenowych, składających się z pierścieni, w skład których wchodzi od 5 do 7 atomów.

Zespół z Rice’a najpierw wygrawerował za pomocą lasera sowę – symbol uniwersytetu, a na potrzeby testów praktycznych stworzono superkondensatory połączone elektrodami stworzonymi w procesie LIG. Opracowanie tego procesu to wspólne dzieło chemika Jamesa Toura i wielokrotnie już przez nas wspominanego fizyka teoretycznego Borisa Yakobsona.

Tour podkreśla, że LIG to jednoprzebiegowy, skalowalny proces, a to oznacza, że nie powinno być większych problemów z przystosowaniem go do przemysłowej produkcji nanoelektroniki na rolce. “Taki proces można stosować np. do produkcji ubrań wyposażonych w elementy elektroniczne czy inteligentnych zegarków” – mówi. Tour i jego zespół mają duże doświadczenie w pozyskiwaniu grafenu z najróżniejszych źródeł węgla, w tym nawet z ciastek. Podobnie jak i w poprzednich eksperymentach, także i w przypadku LIG wykazał, że grafen można uzyskać szybko i tanio. “Kupujesz wielkie rolki elastycznego poliimidu, zwane Kaptonami, a cały proces przebiega bardzo szybko i przypomina drukowanie” – mówi uczony. Oczywiście w ten sposób nie uzyskamy jednoatomowej idealnej warstwy grafenu, a złożoną z płatków piankę o grubości około 20 mikrometrów. Cały proces działa tylko z konkretnymi tworzywami. Uczeni przeanalizowali 15 różnych polimerów i stwierdzili, że tylko 2 z nich nadają się do stosowania w LIG. Poliimid sprawował się najlepiej. Tour zauważa też, że uzyskany w procesie LIG grafen nie przewodzi prądu tak dobrze jak miedź. Ale też nie musi charakteryzować się tak dobrym przewodnictwem. “Jego przewodnictwo jest wystarczające do wielu zastosowań” – mówi. Zdaniem Toura grafen z LIG może np. posłużyć do budowy superkondensatorów. W tym przypadku jego niedoskonałości stają się zaletą. “Zwykły grafen składa się głównie z sześcioatomowych pierścieni. Raz na jakiś czas zdarza się pierścień 5- czy 7-atomowy. W naszym materiale mamy bardzo dużo pierścieni liczących od 5 do 7 atomów. To niezwykła struktura, bardzo dobra pułapka na elektrony. Gdybyśmy mieli tutaj zwykły, dobrze przewodzący grafen, to nie moglibyśmy przechowywać w nim ładunku” – wyjaśnia.

Wyliczenia wykonane przez grupę Yakobsona wykazały, że odpowiedni stosunek pierścieni pięcio- do siedmioatomowych pozwala na zwiększenie właściwości metalicznych materiału i umożliwia przechowywanie większej ilości energii. “Fakt, że grafen zawierający liczne defekty jest tak dobrym materiałem do przechowywania energii to dar od natury” – mówi Yakobson. Olbrzymią liczbę defektów w grafenie LIG potwierdza profesor Miguel José Yacaman, dziekan Wydziału Fizyki University of Texas, który brał udział w mikroskopowych badaniach materiału. “Wykorzystaliśmy techniki mikroskopowe, które pozwoliły na dostrzeżenie defaktów. Badaliśmy materiał w rozdzielczości poniżej 1 angstroma, a dokładniej rzecz biorąc w 70 pikometrach. To pozwala zobaczyć pojedyncze atomy.”

Naukowcy z Rice’a stworzyli z grafenu LIG mikrosuperkondensatoryi zbadali ich właściwości. Najlepsze uzyskane dotychczas wyniki to pojemność elektryczna przekraczająca 4 milifarady na cm2 i gęstość mocy rzędu 9 miliwatów na cm2. Degradacja kondensatora po 9000 cykli ładowania i rozładowywania jest pomijalna.

Autorstwo: Mariusz Błoński
Na podstawie: Rice University
Źródło: Kopalnia Wiedzy

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars Zostań pierwszą osobą, która oceni ten wpis!
Loading...

TAGI: ,

Poznaj plan rządu!

OD ADMINISTRATORA PORTALU

Hej! Cieszę się, że odwiedziłeś naszą stronę! Naprawdę! Jeśli zależy Ci na dalszym rozpowszechnianiu niezależnych informacji, ujawnianiu tego co przemilczane, niewygodne lub ukrywane, możesz dołożyć swoją cegiełkę i wesprzeć "Wolne Media" finansowo. Darowizna jest też pewną formą „pozytywnej energii” – podziękowaniem za wiedzę, którą tutaj zdobywasz. Media obywatelskie, jak nasz portal, nie mają dochodów z prenumerat ani nie są sponsorowane przez bogate korporacje by realizowały ich ukryte cele. Musimy radzić sobie sami. Jak możesz pomóc? Dowiesz się TUTAJ. Z góry dziękuję za wsparcie i nieobojętność!

Poglądy wyrażane przez autorów i komentujących użytkowników są ich prywatnymi poglądami i nie muszą odzwierciedlać poglądów administracji "Wolnych Mediów". Jeżeli materiał narusza Twoje prawa autorskie, przeczytaj informacje dostępne tutaj, a następnie (jeśli wciąż tak uważasz) skontaktuj się z nami! Jeśli artykuł lub komentarz łamie prawo lub regulamin, powiadom nas o tym formularzem kontaktowym.

Dodaj komentarz

Chcesz skomentować? Zaloguj się!
  Subskrybuj  
Powiadom o