انقلاب در دنیای باتری‌های لیتیوم-یون؛ دانشمندان نوع جدیدی از گرافن ابداع کردند

دانشمندان پس یک دهه موفق شدند تا گرافین graphyne که شکل جدیدی از کربن است را سنتز یا بازترکیب کنند.

گرافن ماده شگفت انگیزی است که در زمینه‌هایی مانند باتری‌های لیتیوم-یون، ترانزیستورها، الکترونیک نوری، سلول‌های خورشیدی، توربین‌های بادی، ایمپلنت‌های پزشکی، صفحات لمسی و پنل‌های LCD و OLED کاربرد دارد.

اکنون به نظر می‌آید تیمی از محققان دانشگاه کلرادو بولدر سرانجام موفق شدند نوع جدیدی از گرافن را که گرافین نامیده می‌شود، سنتز یا بازترکیب کنند. گرافین شباهت‌هایی به گرافن دارد، اما می‌تواند افق‌های جدیدی را در الکترونیک، اپتیک و مواد نیمه‌هادی بگشاید.

محققان دانشگاه کلرادو بولدر که یافته‌های خود را در مجله Nature Synthesis منتشر کرده‌اند، جزئیات چگونگی توسعه این ماده را بیان کردند. دانشمندان نظریه‌ خواص رسانایی الکترون، مکانیکی و نوری منحصر به‌ فرد این ماده را تشریح کرده‌اند.

یکی از دانشمندان این پروژه اعلام کرده از اینکه این نوآوری بالاخره محقق شده بسیار هیجان زده است. وی افزود: ایجاد گرافین یک سوال قدیمی و دیرینه است، اما از آنجایی که ابزارهای مصنوعی محدود بودند، امکان تحقیق و توسعه آن کاهش یافته بود. اما دوباره این مسئله مطرح شده و از ابزار جدیدی برای حل این مشکل قدیمی استفاده گردید که واقعاً مهم است.

ماده جدید حاصل فرآیندی به نام alkyne metathesis است. این فرآیند یک واکنش آلی محسوب می‌شود که پیوندهای شیمیایی آلکین را قطع و اصلاح می‌کند. محققان با این فرآیندها توانستند گرافین جدیدی را ایجاد کنند که رسانایی مشابه گرافن داشته اما می‌توان قدرت رسانایی را کنترل دارد.

وی ژانگ، پروفسور شیمی دانشگاه کلرادو بولدر در همین رابطه اعلام کرده که تفاوت بسیار بزرگی بین گرافن و گرافین وجود دارد، این تفاوت می‌تواند نسل بعدی مواد شگفت انگیز باشد. به همین دلیل است که نسبت به آن بسیار هیجان زده هستیم.

در همین رابطه بخوانید:

- ساخت کارخانه‌های جذب دی اکسید کربن، راهکار دانشمندان برای کاهش گازهای گلخانه‌ای
- چین با استفاده از هوش مصنوعی و پرینت سه بعدی یک سد 180 متری می‌سازد
- دستاورد جدید دانشمندان: سرعت کامپیوترها به سرعت نور می‌رسد!

محققان پس از ایجاد گرافین به دنبال چگونگی تولید آن در مقیاس انبوه هستند. آنها امیدوارند که در مورد چگونگی استفاده از این ماده برای کاربردهای صنعتی مانند تولید باتری‌های لیتیوم-یون اطلاعات بیشتری کسب کنند.

دانشمندان در تلاش هستند تا این ماده جدید را از ابعاد مختلف، هم از نظر تجربی و هم از لحاظ نظری از سطح اتمی گرفته تا کاربرد در دستگاه‌های واقعی بررسی کنند. تیم تحقیقاتی امیدوار است که بتواند هزینه تولید گرافین را به طور چشمگیری کاهش دهند.