سنتز موفقیت آمیز گرافین، یک آلوتروپ دیگر کربن - وبلاگ بلاگ پو

به گزارش وبلاگ بلاگ پو، محققان دانشگاه کلرادو بولدر پیروز به سنتز گرافین (Graphyne) شدند، ماده ای که دهه ها پیش نظریه پردازی شده بود، اما هرگز با پیروزیت فراوری آن انجام نشده بود.

به گزارش گروه دانشگاه وبلاگ بلاگ پو، محققان دانشگاه کلرادو بولدر پیروز به سنتز گرافین (Graphyne) شدند، ماده ای که دهه ها پیش نظریه پردازی شده بود، اما هرگز با پیروزیت فراوری آن انجام نشده بود.

بیش از یک دهه است که دانشمندان کوشش نموده اند شکل نوی از کربن به نام گرافین را با پیروزیت محدودی سنتز نمایند. این کوشش اکنون به لطف تحقیقات نو دانشگاه کلرادو بولدر به سرانجام رسیده است.

گرافین از دیرباز به علت شباهت ها با گرافن مورد توجه دانشمندان بوده است. با این حال، علی رغم چندین دهه کار و نظریه پردازی، نتایج امیدوارنماینده ای به دست نیامده است.

نتایج این تحقیق که در 9 می 2022 در مجله Nature Synthesis منتشر شد، یک شکاف بزرگ در علم مواد کربنی را پر می نماید و به طور بالقوه فرصت های نوی را برای تحقیقات در حوزه الکترونیک، اپتیک و مواد نیمه هادی باز می نماید.

ییمینگ هو از محققان این پروژه و نویسنده اصلی این مقاله گفت: جامعه علمی واقعاً از اینکه این مشکل دیرینه بالاخره حل شد، هیجان زده هستند.

دانشمندان از دیرباز به علت سودمندی کربن برای صنعت و بعلاوه تطبیق پذیری آن، به ساخت آلوتروپ های کربن یا اشکال نو کربن علاقه مند بوده اند.

بسته به نحوه استفاده از هیبرید های کربن، که به عنوان کربن هیبرید شده sp 2، sp 3 و sp نشان داده می شوند (یا روش های مختلف اتصال اتم های کربن به عناصر دیگر) و پیوند های مربوط به آن ها، روش های مختلفی وجود دارد که می توان آلوتروپ های کربن را ساخت. شناخته شده ترین آلوتروپ های کربن گرافیت و الماس هستند که به ترتیب از کربن sp 2 و کربن sp 3 ایجاد می شوند.

با استفاده از روش های شیمی سنتی، دانشمندان طی سال ها با پیروزیت آلوتروپ های مختلفی از جمله فولرن (که کشف آن برنده جایزه نوبل شیمی در سال 1996 شد) و گرافن را ایجاد کردند.

با این حال، این روش ها اجازه نمی دهند که انواع مختلف کربن با هم در هر نوع ظرفیت بزرگی سنتز شوند، مانند آنچه برای گرافین مورد احتیاج است، که باعث شده این ماده نظریه پردازی شده، که گمان می رود دارای خواص رسانایی الکترونی، مکانیکی و نوری منحصربه فردی است، در حد یک نظریه باقی بماند.

هو، که دانشجوی دکترا در گروه آزمایشگاهی ژانگ بود، گفت: ایجاد گرافین یک سوال قدیمی است. ما این مسئله قدیمی را دوباره مطرح کردیم و از ابزار نوی برای حل یک مشکل قدیمی استفاده کردیم که واقعاً مهم است.

با استفاده از فرآیندی به نام متاتز آلکین و بعلاوه ترمودینامیک و کنترل جنبشی، این گروه توانست با پیروزیت چیزی را ایجاد کند که قبلاً هرگز ساخته نشده بود: ماده ای که می تواند با رسانایی گرافن رقابت کند.

ژانگ گفت: تفاوت بسیار بزرگی بین گرافن و گرافین وجود دارد. این ماده می تواند نسل بعدی مواد شگفت انگیز باشد. به همین علت است که جامعه علمی بسیار هیجان زده هستند.

در حالی که این ماده با پیروزیت ایجاد شده است، این تیم همچنان می خواهد جزئیات خاص آن از جمله نحوه ایجاد مواد در مقیاس بزرگ و نحوه دستکاری آن را آنالیز کند.