صفائح نانوية تفتح افاق تكنولوجية جديدة
Atom-thick sheets unlock future technologies
صورة عن ميكروسكوب الكتروني STEM لصفيحة نانوية
د. حازم فلاح سكيك المركز العلمي للترجمة: طريقة جديدة لفصل المواد الطبقية مثل الجرافيت، لصفائح من المواد بسمك ذرة يمكن ان يفتح عصر الكتروني جديد لتقنية تخزين المعلومات والطاقة.
فريق بحث عملي دولي بقيادة جامعتي اكسفورد ترنتي كولج بدبلن، اخترعوا طريقة لصناعة صفائح نانوية nanosheets بسمك ذرة واحدة من عدد مختلف من المواد باستخدام نبضات فوق صوتية، مثل تلك التي تولد بواسطة اجهزة التنظيف الفوق صوتية، وفي محاليل شائعة الاستخدام. الطريقة الجديدة بسيطة وسريعة وغير مكلفة ويمكن ان تستخدم في انتاج صفائح بمساحات كبيرة لاستخدامات صناعية.
نشر فريق البحث اختراعهم هذا في تقرير في مجلة العلوم Science.
تتكون طبقة سمكها مليمتر من الجرافيت من حوالي 3 ملايين طبقة من الجرافين –صفحية كربونية سمكها ذرة واحدة مرتبة طبقة فوق طبقة.
الجرافين عبارة عن شبكة خلية نحل بسمك ذرة واحدة مصنعة من ذرات الكربون
وبسبب الخواص الالكترونية الغير عادية فقد جذبت كل الانتباه بما فيها جائزة نوبل، ويأمل الفيزيائيين في يوم ما ان تسيطر هذه المادة على التكنولوجيا السليكون في صناعة الالكترونيات، "يقول دكتور Valeria Nicolosi في جامعة اوكسفورد الذي يرأس فريق البحث هذا مع البروفيسور Jonathan Coleman في ترنتي كولج بدبلن، ان هناك المئات من طبقات المواد الاخرى التي سوف تمكنا من تصنيع تكنولوجيا قوية جدا".
يقول البروفيسور Coleman "هذه المواد الفريدة لها خواص كيميائية والكترونية مناسبة جدا للاستخدام في اجهزة الكترونية جديدة ومولدات للطاقة وذاكرات تخزينية. بالأخص هذا البحث يمثل نقلة نوعية في اتجاه تطوير مواد الكترونية حرارية ذات كفاءة عالية.
هناك اكثر من 150 نوع من هذه المواد الطبقية مثل نيتريد البرون والمولبدنيوم المترابط والتنجستين المترابط وهذه المواد يمكن التحكم بتركيبها الكيميائي وطريقة ترتيب ذراتها لتكون معدنية او شبه معدنية او شبه موصلة.
لعقود مضت حاول الباحثون ان يصنعوا صفائح نانوية من هذه المواد من خلال ترتيبها في طبقات بسمك ذرة واحدة لفهم خواصه الالكترونية والالكتروحرارية الغير عادية. ولكن كل الطرق السابقة معقدة كثيرا وتتطلب وقت كبير والمواد الناتجة هشة وغير مناسبة لأي تطبيق.
يقول الدكتور Nicolosi ان طريقتنا منخفضة التكلفة وتنتج صفائح نانوية بمساحات كبيرة خلال ساعتين، وباستخدام 1 mg من المادة يمكن تصنيع بلايين وبلايين من صفائح الجرافين النانوية ذات سمك ذرة واحدة وبالإمكان في نفس الوقت استخدام مواد طبقية عديدة.
الصفائح النانوية المصنعة بهذه الطريقة يمكن ان ترش على سطح مواد اخرى مثل السليكون للحصول على افلام رقيقة هجينة، والتي لها قدرات غير معهودة لان تدمج في التقنيات الحالية المعروفة. مثل هذه الافلام يمكن ان تستخدم لبناء تصاميم اجهزة كمبيوتر جديدة ومجسات وبطاريات.
نشر تقرير حول هذا البحث بعنوان انتاج صفائح نانوية ثنائية الابعاد بواسطة التقشير السائل للمواد الطبقية ’Two-dimensional nanosheets produced by liquid exfoliation of layered materials والذي نشر في 4 فبراير 2011 في مجلة العلوم Science.
تمت الترجمة بواسطة د. حازم فلاح سكيك
رد مع اقتباس
مواقع النشر (المفضلة)