Το γραφένιο θα χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή εύκαμπτων οθονών και κυκλωμάτων

Πηγή: Science News, 14 Ιανουαρίου 2009

Εύκαμπτα, ημιδιαφανή και υπέρλεπτα στρώματα από άτομα του άνθρακα είναι ένα εξωτικό υλικό που ονομάζεται γραφένιο, ενώ είναι επίσης και ένα εξαιρετικά καλός αγωγός ηλεκτρισμού. Προσθέστε και το γεγονός ότι είναι ένα υλικό πιο σκληρό κι από το διαμάντι και θα βρείτε γιατί ενδιαφέρονται πολλοί ερευνητές. Θα μπορούσε λοιπόν να βρει χρήση σε εύκαμπτες οθόνες του υπολογιστή, σε μοριακά ηλεκτρονικά και σε νέες ασύρματες επικοινωνίες.

Η κατασκευή υψηλής ποιότητας φύλλα γραφενίου είναι συνήθως μια αργή, επίπονη διαδικασία, όμως τελευταία αρκετές ερευνητικές ομάδες έχουν ανακαλύψει τρόπους για να φτιαχτούν κυκλώματα γραφενίου, χρησιμοποιώντας τεχνικές δανεισμένες από την κατασκευή μικροτσίπ, για μαζική παραγωγή.

Δεξιά: γραφένιο

Τα στρώματα του γραφενίου - άτομα άνθρακα διατεταγμένα σε ένα σχήμα κυψελοειδούς δομής από εξάγωνα πάχους ενός μόλις ατόμου - μπορούμε να τα πάρουμε εύκολα από τη μύτη ενός μολυβιού αν χρησιμοποιήσουμε μια κολλητική ταινία. Αντίθετα, η νέα τεχνική αναγκάζει τα άτομα του άνθρακα, μέσα σε ατμούς υδρογονανθράκων, να κολλήσουν πάνω σε μια επιφάνεια νικελίου και έτσι να σχηματίσουν εξάγωνα, τη γνωστή μορφή του γραφενίου.

Εν συνεχεία χρησιμοποιώντας τεχνικές που συναντάμε στην κατασκευή των τσίπ χαράσσονται ολοκληρωμένα κυκλώματα πάνω στην επιφάνεια νικελίου. Καθώς σχηματίζονται στρώματα γραφενίου, αυτά παίρνουν το σχήμα του κυκλώματος που θέλουμε, αναφέρουν ερευνητές στο περιοδικό Nature.

"Η ανακάλυψη ενός κατάλληλου υλικού που να είναι διαφανές, αγώγιμο και λεπτό είναι ο μεγάλος στόχος", λέει ο Philip Kim, ένας από τους ερευνητές και φυσικός της συμπυκνωμένης ύλης στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια. Ο Kim και οι συνάδελφοί του, έδειξαν ότι το γραφένιο που σχηματίζεται από την απόθεση χημικού ατμού, διατηρεί εξαιρετικές ηλεκτρικές ιδιότητες ακόμη και όταν λυγίζεται.

Αριστερά: νανοσωλήνες από άνθρακα

Τα τελικά φύλλα γραφενίου -πάνω σε πολυμερές πλαστικό - έχουν τόσο μικρό πάχος ώστε να παραμένουν διαφανή και να μπορούν να κάμπτονται ή να τεντώνονται, ανάλογα με το πολυμερές που χρησιμοποιήθηκε στην κατασκευή τους.

Η νέα τεχνική θα μπορούσε να αξιοποιηθεί αρχικά για την ανάπτυξη ελαστικών οθονών, στις οποίες το γραφένιο θα υποκαθιστά το ακριβό και άκαμπτο οξείδιο τιτανίου-ίνδιου.

Αργότερα, όταν θα υπάρχουν τεχνικές για την παραγωγή ποιοτικών φύλλων γραφενίου σε μεγάλες διαστάσεις, ο άνθρακας θα αρχίσει να αντικαθιστά το πυρίτιο σε όλες τις εφαρμογές της ηλεκτρονικής, προβλέπει ο ερευνητής.