امکان ترمیم خود به‌خودی در گرافن

در بیست سال گذشته اخبار بسیاری در مورد گرافن منتشر شده است. اما اخیراً خبر جدیدی منتشر شد که دانشمندان را امیدوار نمود تا بتوانند به تولید انبوه این مواد دست پیدا کنند. این کشف جدید، توسط یک گروه تحقیقاتی در دانشگاه منچستر گزارش شده است. آنها دریافتند که اگر حفره‌ای در ورقه گرافن ایجاد شود، اتم‌های کربن نزدیک آن، حفره را ترمیم نموده و ورقه را به‌ویژگی اولیه آن برمی‌گردانند.

کاربردهای گسترده گرافن در زمینه‌های مختلف از الکترونیک و کامپیوتر گرفته تا پزشکی محققان را شگفت‌زده کرده است. اما چیزی که کاربرد گسترده آن را تحت الشعاع قرار می‌دهد، مشکل تولید انبوه آن است؛ زیرا یک لایه به ضخامت یک اتم به آسانی شکسته و به‌صورت یک کره درمی‌آید. بسیاری از محققان در تلاش برای به‌دست‌آوردن روشی برای رفع این مشکل هستند. محققان دانشگاه منچستر نیز هنگامی که در حال تحقیق در این زمینه بودند کشف کردند که گرافن قادر است تحت شرایط مطلوب خود را ترمیم نماید.

آنها از ترکیب یک پرتو الکترونی و فلزاتی از قبیل پالادیم یا نیکل برای ایجاد حفرات کوچک پایدار در یک ورقه گرافن که به‌تازگی ایجاد شده بود استفاده کردند. در این بین آنها دریافتند که افزایش مقدار بیشتری فلز منجر به ایجاد حفرات پایدار بزرگتر می‌شود که این خود یک کشف قابل توجه بود. سپس وقتی کربن را به این مخلوط اضافه کردند مشاهده نمودند که اتم‌های کربن جانشین فلزات می‌شوند. این فرآیند باعث می‌شود که حفرات بسته و ترمیم شوند و ورقه به شرایط اولیه خود بازگردد. آنها همچنین دریافتند که اگر از یک ترکیب هیدروکربنی استفاده کنند باز هم حفرات ترمیم می‌شوند اما اثرات ناهمواری روی آن باقی می‌ماند.

این نتایج بسیار جالب توجه بودند زیرا به‌نظر می‌رسد با به‌کارگیری این خصوصیت جدید- مثلاً استفاده از آن در فرآیند تولید گرافن- امکان رسیدن به‌روشی برای تولید انبوه این ماده میسر شود. جزئیات این پژوهش در شماره اخیر مجله Nano Letter منتشر شده است.