کوچک ترین درخت کریسمس در دنیا - وبلاگ تجهیزات شبکه

به گزارش وبلاگ تجهیزات شبکه، تهران (پانا) - درخت کریسمسی که در تصویر می بینید تنها 14 سانتی متر طول دارد و از آنجا که از گرافین تشکیل شده، تنها یک لایه اتم کربن دارد و قطر آن یک سوم نانومتر است.

به گزارش ایسنا، این درخت از یک گرافین 10 متری بریده شده است. این آزمایش نشان می دهد که کنترل کیفیت مداوم را می توان در طول فراوری گرافین انجام داد و انتظار می رود این موضوع نقش مهمی در فناوری های الکترونیک پرسرعت آینده مانند تجهیزات پزشکی و حسگرها ایفا نماید.

گرافین ماده ای دو بُعدی است و از لایه ای منسجم از اتم ها تشکیل شده است. این ماده در انتقال برق و دما از هر ماده دیگری که می شناسیم مقاوم تر و بهتر است. به همین علت گرافین گزینه مناسبی برای ساخت مدارهای الکتریکی است که فضای کمتری می گیرد، وزن کمتری دارد و قابل تا شدن است و کاربردی تر از وسایل اکترونیکی است که امروزه می شناسیم.

پروفسور پیتر بوگیلد(Peter Boggild) که سرپرستی این آزمایش را بر عهده داشت می گوید: حتی اگر شما یک تصویر از درخت کریسمس با مداد نقاشی کنید و آن را از کاغذ جدا کنید که همان کاری است که ما انجام دادیم، قطر آن از یک اتم بسیار بیشتر خواهد بود. برای مثال یک باکتری 3000 برابر ضخیم تر از لایه گرافینی است که ما استفاده کردیم. به همین علت است که من با جرات می گویم این کوچک ترین درخت کریسمس دنیا است و اگرچه نقطه شروع آن کربن بوده است، اما گرافین رسانایی مشابه یا حتی بیشتر از مس دارد.

اما پشت این درخت کریسمس جالب، پیشرفت مهمی پنهان است. برای اولین بار ما پیروز شدیم که همزمان با انتقال لایه گرافین، یک کنترل کیفیت خطی ایجاد کنیم. انجام چنین کاری، کلید رسیدن به خواص پایدار، قابل ساخت مجدد و قابل استفاده مواد است که لازمه استفاده از گرافین در برای مثال مدارهای الکترونیکی است.

همانطور که محققان در این مورد از آزمایش انجام دادند، می توان گرافین را روی فیلمی از مس رشد داد.

گرافین بر روی فویلی از مس در دمای 1000 درجه قرار داده شد. این فرآیند به خوبی شناخته شده است و عملکرد خوبی دارد اما ممکن است مسائل زیادی طی جداسازی گرافین از مس رخ دهد. از آنجا که گرافین 30 هزار برابر از پلاستیک سلفون نازک تر است، این فرآیند سخت می گردد. علاوه بر آن فناوری برای کنترل کیفیت الکتریکی گرافین هنگام انتقال وجود ندارد. اما سال جاری پیتر بوگیلد و همکارش پیتر یپسن(Peter Jepsen) یکی از محققان تراهرتز در دنیا، راهی برای انجام این کار ارائه کردند.

تصاویر رنگی راهی برای مقدار گیری مقدار جذب تشعشعات تراهترز به وسیله لایه ای از گرافین است. قدرت جذب آن وابسته به رسانایی الکتریکی است. هرچه گرافین رساناتر باشد، بهتر تشعشعات را جذب می نماید.

تشعشعات تراهرتز امواج رادیویی با فرکانس بالا هستند که در میان امواج فروسرخ و مایکروویو قرار می گیرند. مشابه اشعه ایکس، این امواج می توانند برای اسکن بدن انسان مورد استفاده قرار بگیرند. این امواج می توانند تصاویری از مقاومت الکتریکی لایه گرافین ثبت نمایند. با اتصال اسکنر تراهرتز به دستگاهی که فیلم گرافین را از روی مس به محل مورد نظر منتقل می نماید می توان از ویژگی های گرافین در طول انجام فرآیند انتقال تصویربرداری کرد.

پیتر بوگیلد می گوید: اگر قرار باشد پیاده سازی گرافین و سایر مواد دو بُعدی سرعت گیرد، تضمین کیفیت به طور مستمر لازمه کار خواهد بود. این فناوری تضمین می نماید که فناوری های مبتنی بر گرافین به صورت یکنواخت تر و با خطای کمتری فراوری خواهند شد. سال جاری، روش ابداعی محققان دانشگاه فناوری دانمارک به عنوان اولین مقدار گیری استاندارد بین المللی تایید شد.

این روش پتانسیل فوق العاده ای دارد. گرافین و سایر مواد دوبُعدی می توانند امکان فراوری وسایل الکترونیکی پر سرعت با قابلیت انجام محاسبات برق آسا با مصرف انرژی کمتر از فناوری های امروزی فراهم نمایند. اما پیش از آن که گرافین در مقیاس تجاری مورد استفاده قرار گیرد باید بر سه مشکل غلبه کنیم.

مشکل اول هزینه بسیار بالای آن است. فراوریات سریع تر و بیشتری برای کاهش هزینه ها احتیاج است. اما با انجام چنین کاری به مشکل دوم بر می خوریم. افزایش سرعت بدون آنالیز همزمان کیفیت باعث افزایش درصد خطا می گردد. در سرعت بالا باید همه چیز به دقت تنظیم گردد اما مشکل سوم آن است که چگونه بفهمیم چه چیزی دقیق است؟

برای انجام این کار احتیاج به مقدار گیری داریم و ترجیحا این مقدار گیری باید در طول فرآیند انجام گیرد. محققان دانشگاه دانمارک دریافتند که برترین راه برای کنترل کیفیت استفاده از تشعشات تراهرتز است.

بوگیلد تاکید می نمایند که این سه مشکل به تنهایی با روش تازه آن ها حل نشده است.

او می گوید: ما گام های قابل توجهی برداشته ایم. دستگاه انتقال ما به آرامی لایه گرافین را از روی مس بلند می نماید و آن را به فویل پلاستیکی منتقل می نماید بدون آنکه آن را بشکند، چروک کند یا کثیف کند. با ترکیب این دستگاه با سیستم تراهرتز می توان بلافاصله مشاهده کرد که آیا این فرآیند به خوبی پیش رفته است یا خیر