بررسی گرافن و نانولوله کربنی برای استفاده در صنعت الکترونیک !

[∆ MeRzaD ∆]

یکی از دانشجویان دکتری در دانشگاه گوتنبرگ سوئد برای پایان نامه دکتری خود به بررسی گرافن و نانولوله کربنی پرداخته است. او در این پروژه ترکیبات فوق را تهیه کرده و آنها را مورد مطالعه قرار داده است. او به بررسی امکان تولید قطعات الکترونیکی با استفاده از نانولوله کربنی و گرافن پرداخته است.

نانولوله کربنی و گرافن هر دو از لایه‌های کربن تشکیل شده‌اند اما این ترکیبات از آلومینیوم سبک‌تر و از فولاد مقاوم‌تر هستند. همچنین این ترکیبات قادرند مانند فنر خم شوند. نیکلاس لینداهی در دانشگاه گوتنبرگ روی خواص منحصر به‌فرد این مواد کار می‌کند. از این ویژگی‌ها می‌توان در تولید مواد سبک‌، مستحکم با خواص الکترونیکی استفاده کرد.

فناوری نانو می‌تواند در تولید انواع جدیدی از مواد به‌کار گرفته شود. نیکلاس لینداهی روی گرافن و نانولوله کربنی تحقیق می‌کند، این مواد که از ورقه‌های بسیار نازک کربنی ساخته شده به‌صورت ورقه‌ای و لوله‌ای شکل هستند. از آن جهت که این مواد دارای ویژگی‌های منحصر به‌فرد است، به‌شدت مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. آنها از این مواد برای تولید نانوکامپوزیت‌های مختلف استفاده می‌کنند، نانوکامپوزیت‌هایی که در حوزه‌های مختلف از جمله قطعات کامپیوتر استفاده می‌شود.

در این پروژه نیکلاس لینداهی نشان داد که چگونه نانولوله کربنی می‌تواند ساخته شود و همچنین خواص مکانیکی آن  در این پروژه مورد بررسی قرار گرفت. نیکلاس لینداهی در شرایط بسیار ملایم گاز حاوی کربن را برای تولید نانولوله کربنی به‌کار گرفت، او در این روش اتم به اتم، اتم‌های کربن را روی هم قرار داده و جنگلی از نانولوله‌های کربنی تولید کرد. در نهایت جنگلی از نانولوله‌های کربنی ایجاد شده که قطری در حد چند نانومتر داشته و همانند بوته‌های ذرت در مزرعه کنار هم قرار گرفتند. این لوله‌ها از آلومینیوم سبک‌تر بوده و از فولاد مستحکم‌تر است. زمانی که این نانولوله‌های کشیده می شوند همانند یک فنر خم می‌شوند.

نیکلاس لینداهی نشان داد که چگونه غشاء‌های تولید شده از گرافن می‌تواند خم شود. هر چند که این ورقه‌ها از چند لایه کربن ساخته شده‌اند اما می‌توان میزان خم شدن آن را با استفاده از همان معادلاتی که برای تغییر شکل فولاد به‌کار می‌رود، محاسبه کرد. غشاء گرافنی می‌تواند کاربردهای متعددی داشته باشد برای مثال از آن می‌توان برای تولید فرکانس‌های مختلف در گوشی‌های تلفن همراه و حسگرهای جرمی با قابلیت اندازه‌گیری اتم‌های منفرد استفاده کرد.

این پروژه همچنین به بررسی چگونگی استفاده از غشاءهای گرافنی برای تهیه قطعات الکترونیکی کاراتر در آینده پرداخته است. برای مثال الکترودهای گرافنی معلق می‌تواند جریان عبوری از میان ترانزیستورهای نانولوله کربنی را تغییر دهد برای این کار باید بتوان خواص الکتریکی و مکانیکی این ترکیبات را کنترل کرد.