Онлайн
Ученые из Технического университета Дании создали рождественскую елку из графена толщиной в один атом. Как объяснили ее создатели, за этой, казалось бы, рождественской шуткой стоит важный прорыв. Впервые исследователям удалось провести поточный контроль качества графенового слоя во время его переноса. Это является ключом к получению стабильных, воспроизводимых и пригодных для использования свойств материала.
«Даже если бы вы могли нарисовать карандашом рождественскую елку и снять ее с бумаги – что, образно говоря, именно мы и сделали – она была бы намного толще одного атома. Бактерия, например, в 3000 раз толще слоя графена, который мы использовали. Вот почему я осмеливаюсь назвать это самой тонкой рождественской елкой в мире», – Питер Бёггильд, соавтор исследования.
Графен наносился на рулон из медной фольги при температуре около 1000 °C. Этот процесс хорошо известен и часто используется учеными. Но многое может пойти не так, когда ультратонкая графеновая пленка перемещается с медного ролика туда, где ее хотят использовать. Поскольку графен в 30 000 раз тоньше кухонной пленки, это сложный процесс.
Более того, не существовало технологии, которая могла бы контролировать электрическое качество графена на ходу – во время его передачи. В этом году Питер Бёггильд и его коллега профессор Питер Уд Джепсен нашли способ сделать это.
Высота графеновой елки составляет 14 сантиметров
Ключом к успеху оказались терагерцовые лучи. Это высокочастотные радиоволны, которые находятся между инфракрасным излучением и микроволнами. Как и рентгеновские лучи, они могут использоваться для сканирования человеческих тел, но в данном случае важным оказалось, что они могут снимать электрическое сопротивление графенового слоя. Подключив терагерцовый сканер к машине, которая переносит графеновую пленку, можно получить изображение электрических свойств пленки во время процесса переноса.
По словам ученых, эта технология может гарантировать, что материалы на основе графена будут производиться более единообразно и предсказуемо с меньшим количеством ошибок.
У графена отличный потенциал для использования во множестве различных сфер. Например, с помощью графена и других двумерных материалов можно производить высокоскоростную электронику, выполняющую молниеносные вычисления с гораздо меньшим энергопотреблением, чем технологии, которые мы используем сегодня.
Однако сегодняшняя цена технологий на основе графена завышена: чтобы ее снизить необходимо производить больше и быстрее. Но при увеличении скорости возрастает риск ошибок. Чтобы оценить качество переноса графена с медного ролика и была создана технология тетрагерцового излучения.
Источник – National Geographic.
