Dünyanın En Küçük ve En Hızlı İletkeni: Grafen

Dünyanın En Küçük ve En Hızlı İletkeni: Grafen

Dünyanın En Küçük ve En Hızlı İletkeni: Grafen

Nanoteknoloji alanında çalışan bilim adamları ve tasarımcılar için Grafit’in ana maddesi sayılan Grafen, daha uzun ömürlü Lityum-İyon piller geliştirmek kullanılan bir numaralı temel materyal oluyor.

Grafen, kurşun kalemlerin kağıt üzerine yazmasını sağlayan grafitik karbonun ana maddesi olan grafitin, yalnızca bir atom kalınlığında tabakalara ayrılmış hali. Grafen bilinen en kuvvetli materyallerden biri. Ayrıca çok çekici başka özelliklere de sahip: Tek kat­manlı grafen yüzeyler güneş hücreleri için elektrodlar oluşturma, algılayıcılarda kul­lanılma, lityum pillerde anod elektrod malzemesi ve etkili sıfır bant aralıklı yarı iletkenler olarak kullanılma potansiyeline sahipler.

Grafenleri elektronik uygulamalar için çekici yapan bir özellik, içinde elektronların küpesiz fotonlar gibi davranabilmeleri ve saniyede 800 kilometre gibi muazzam bir hızla hareket edebilmeleri. Karşılaştırmak için: Bir elektronun bildiğimiz bir bakır kablo içindeki hareket hızıysa, saate 8 cm! Bir başka önemli özelliği de, karbon nanotüplerin, bu tek atom kat­manlı grafen yüzeylerden yapılması.Ancak, grafen yüzeyler üzerinde araşürmalar, şimdiye kadar deneylerde kullanılmak üzere tek katmanlı örneklerin elde edilmesinin güçlüğü nedeniyle sınırlı kalmaktaydı.

Günümüzde grafen üretimi için, her ikisi de bazı sorunları olan iki yöntem kul­lanılmakta. Birincisi çekme yönte­mi, ikincisiyse indirgeme yöntemi. Çekme yönteminde katmanlar grafit kristalinden teker teker soyuluyor; ta ki tek atomkalınlığında bir katman elde edilinceye kadar. Olası grafen katmanları elde edilince de bun­ların gerçekten grafen olup olmadığını belirlemek için uzun boylu inceleme ve testler gerekiyor, ikinci yöntem olan indirgemedeyse, silikon karbid, grafene indirgenmek için 1100 °C sıcaklıklara kadar ısıtılıyor. Bu yöntemin sorunu da küçük örnekler üretebilmesi ve elektronik uygulamalann çoğu için gereken üretim teknikleriyle bağdaşmaması.

Şimdiyse California Üniversitesi’ne (Los Angeles – UÇLA) bağlı California Nanosistemler Enstitüsü araşUrmacıları, grafen tabakaların büyük miktarlarda üretilmesini sağlayacak bir yöntem öneriyorlUCLA’da malzeme bilimi ve mühendisliği profesörü Yang Yang ile, kimya ve biyokimya profesörü Richard Kaner yöneti­mindeki araştırmacıların geliştirdiği yöntem, grafit oksit kağıdını saf hidrazin (azot ve hidrojenin kimyasal bir bileşeni) çözeltisine baürmak. Bu çözelti, grafit oksit kağıdını tek katmanlı grafene indirgiyor.Grafen elde etmek için hidrazini çözelti olarak kullanmak, ilk kez deneniyor. Hidrazin çözeltisinden elde edilen grafenin, ayrıca daha etkili bir elektrik iletkeni. Kimyasal yolla elde edilmiş grafen kullanılarak yapılan alan etkili aygıtların, eskilerine göre bin kat daha fazla akım çıkışı sağladığı belirtiliyor.

İlk yayın tarihi: Şubat 2017

Yazar Hakkında

Coğrafya Öğretmeni

Benzer yazılar

Bu İçeriğe Yorum Yap!

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir