Пару лет назад канадские ученые отметили рождественский сезон, создав микроскопический пряничный домик. В том же духе, датские исследователи создали то, что, по их утверждениям, является самой тонкой рождественской елкой в мире, и оно сделано из графена.
Для тех из вас, кто не знаком с этим веществом, графен принимает форму листа атомов углерода толщиной в один атом, связанных между собой в виде сот. Это самый тонкий и прочный искусственный материал в мире, к тому же он обладает высокой электропроводностью, теплопроводностью и высокой непроницаемостью.
Эти характеристики делают его весьма полезным в различных приложениях, таких как батареи, электронные устройства и высокопрочные композитные материалы. Однако, одна из проблем заключается в обеспечении его качества при производстве в промышленных масштабах. Поэтому и была сделана елка.
Созданный учеными Датского технического университета (DTU), объект имеет длину 14 см и всего одну треть нанометра в толщину - нанометр составляет одну миллиардную часть метра. Он был вырезан из рулона графена длиной 10 м, который был получен сначала «выращиванием» графена на многоразовом рулоне из медной фольги, затем снятием графена с меди и переносом его на рулон недорогой полимерной пленки для обработки и хранения.
Установка для контроля качества с терагерцовым излучателем, видимым над листом графена-на-полимере. Фото: Abhay Shivayogimath and Jie Ji
Хотя это устоявшийся метод производства графена, по-прежнему трудно проверить, не потерял ли графен какие-либо свои функциональные возможности при переносе с одного рулона на другой. Команда DTU решила эту проблему с помощью терагерцового излучения, которое в небольших количествах считается безвредным.
В частности, после того, как графен был перенесен на полимер, он сначала подвергался воздействию терагерцовых радиоволн, а затем сканировался, чтобы увидеть, сколько терагерцового излучения он поглотил. Способность графена поглощать такое излучение напрямую соответствует его электропроводности, поэтому, пока сканирование показывает, что оно излучается равномерно, все в порядке.
«За шуткой с рождественской елкой скрывается важный прорыв», - говорит ведущий ученый, профессор Питер Бёггильд. «Впервые, нам удалось провести поточный контроль качества графенового слоя во время его переноса. Выполнение этого является ключом к получению стабильных, воспроизводимых и пригодных для использования свойств материала, что является предпосылкой для использования графена, например, в электронных схемах».
Процесс показан на видео ниже.
Источник: Technical University of Denmark
