نانومواد

روشی جدید و کارآمد برای ایجاد نانوگرافن برای دستگاه های قدرت و نمایشگر

روشی جدید و کارآمد برای ایجاد نانوگرافن برای دستگاه های قدرت و نمایشگر

 

روشی جدید و کارآمد برای ایجاد نانوگرافن برای دستگاه های قدرت و نمایشگر
کاوشگر مس می تواند ماده را در مقیاس اتمی دستکاری کند. اعتبار: © ۲۰۲۰ Shiotari و همکاران

روشی جدید و کارآمد برای ایجاد نانوگرافن برای دستگاه های قدرت و نمایشگر نانو گرافن ماده ای است که می تواند سلول های خورشیدی ، سلول های سوختی ، LED ها و موارد دیگر را کاملاً بهبود بخشد. به طور معمول ، سنتز این ماده نادرست بوده و کنترل آن دشوار است. برای اولین بار ، محققان راهی ساده برای دستیابی به کنترل دقیق بر ساخت نانوگرافن کشف کردند. با این کار ، آنها فرآیندهای شیمیایی نامشخصی را که در تولید نانو گرافن وجود دارد ، روشن کردند.

دانشکده ها گرافن ، ورقه هایی با ضخامت یک اتم از مولکول های کربن ، می تواند انقلابی در فناوری آینده ایجاد کند. واحدهای گرافن به عنوان نانوگرافن شناخته می شوند. اینها متناسب با توابع خاص هستند و به همین ترتیب ، فرآیند ساخت آنها پیچیده تر از گرافن عمومی است. نانوگرافن با حذف انتخابی اتم های هیدروژن از مولکول های آلی کربن و هیدروژن ساخته می شود ، فرایندی به نام کمبود آب بدن.

“کمبود هیدروژناسیون در سطح فلز مانند آن انجام می شود نقره ، طلا یا مس که به عنوان یک کاتالیزور عمل می کند ، ماده ای است که واکنش را قادر می سازد یا سرعت آن را افزایش می دهد. “، استادیار آکیتوشی شیوتاری از گروه علوم پیشرفته مواد گفت. “با این حال ، این سطح نسبت به مولکولهای آلی مورد نظر بزرگ است. این امر به مشکل در ساخت سازه های خاص نانوگرافن کمک می کند. ما به درک بهتری از روند کاتالیزوری و روش دقیق تری برای کنترل آن نیاز داشتیم.”

شیوتاری و تیمش از طریق کاوش در روشهای مختلف برای انجام سنتز نانوگرافن ، روشی را ارائه دادند که کنترل دقیق لازم و همچنین بسیار کارآمد است. آنها از یک نوع میکروسکوپ تخصصی به نام میکروسکوپ نیروی اتمی استفاده کردند ( AFM) ، که جزئیات مولکولها را با یک کاوشگر سوزنی نانوسکوپی اندازه گیری می کند. از این کاوشگر می توان نه تنها برای شناسایی ویژگی های خاصی از اتم های فردی ، بلکه برای دستکاری آنها نیز استفاده کرد.

Tips for making nanographene
یک مولکول آلی با اتم هیدروژن ناخواسته (چپ) و همان مولکول با اتم خارج شده (راست). اعتبار: © ۲۰۲۰ Shiotari و همکاران

“ما کشف کردیم که کاوشگر فلزی AFM می تواند پیوندهای کربن-هیدروژن را در مولکولهای آلی ، “گفت شیوتاری. “این کار می تواند بسیار دقیق انجام شود ، زیرا نوک آن چند دقیقه است و بدون نیاز به انرژی گرمایی می تواند پیوندها را بشکند. این بدان معنی است که اکنون می توانیم اجزای نانو گرافن را به روشی کنترل شده بیش از گذشته بسازیم.”

برای بررسی آنچه آنها مشاهده می کنند ، تیم با استفاده از ترکیبات آلی مختلف ، به ویژه دو مولکول با ساختارهای بسیار متفاوت بنام بنزونوئیدها و غیر بنزوئیدها ، این روند را تکرار کردند. این نشان می دهد که کاوشگر AFM مورد بحث قادر به بیرون کشیدن اتم های هیدروژن از انواع مختلف مواد است. اگر بخواهیم این روش را به عنوان یک وسیله تجاری برای تولید درآوریم ، چنین جزئیاتی مهم است.

“شیوتاری” گفت: “من تصور می کنم که این روش می تواند آخرین راه برای ایجاد نانو مولکولهای عملیاتی از پایین به بالا باشد. “ما می توانیم از AFM برای اعمال محرکهای دیگر برای هدف قرار دادن مولکول ها ، مانند تزریق استفاده کنیم الکترونها ، میدانهای الکترونیکی یا نیروهای دافعه. اینکه شما قادر به دیدن ، کنترل و دستکاری ساختارها در چنین مقیاس فوق العاده کوچک باشید ، بسیار هیجان انگیز است. “

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

نوشته های مشابه

دکمه بازگشت به بالا