Europejscy naukowcy przodują w technologiach super cienkich materiałów
Zespół naukowców europejskich opracował najcieńszy materiał świata - swobodnie zawieszoną membranę węglową o grubości zaledwie jednego atomu. Ich odkrycie może być wykorzystane do tworzenia super szybkich elementów elektronicznych, a także do przyśpieszenia procesu tworzenia leków. Wyniki badań, które zostały częściowo sfinansowane z budżetu szóstego programu ramowego UE, zostaną opublikowane na łamach najnowszego numeru pisma "Nature". W 2004 r. prof. Andre Geim z Uniwersytetu w Manchesterze opracował ze współpracownikami nową klasę materiałów złożonych z warstw atomów o grubości zaledwie jednego atomu. Odkrycie wywołało wielkie poruszenie w świecie fizyków, jednak doświadczenia z cienką błoną wykazały, że nowe materiały po prostu ulegałyby rozpadowi, gdyby nie były mocno związane z podłożem. W najnowszym badaniu natomiast prof. Geim ze swoimi współpracownikami z Niemiec i Holandii zweryfikowali tę teorię w praktyce. Grafen jest pojedynczą warstwą atomów węgla związanych ze sobą w taki sposób, że tworzą heksagonalną sieć. Naukowcy stworzyli arkusz grafenu na powierzchni krzemowego układu scalonego, a następnie podłączyli go do delikatnego rusztowania przewodów wykonanych ze złota. Następnie układ scalony rozpuszczono w kwasie, a na rusztowaniu został swobodnie zawieszony arkusz grafenu. Powierzchnia membrany wykonanej z grafenu wynosiła około jednego mikrometra kwadratowego i zbudowana była z około 30 milionów atomów węgla. Pomimo swojej cienkości membrana okazała się niezwykle stabilnym materiałem. Kluczem do jej wytrzymałości jest to, że warstwy atomów nie są idealnie płaskie, ale lekko pofałdowane. Dzięki tej właściwości materiał staje się stabilny, podobnie jak w przypadku tektury falistej. - Idealnie dwuwymiarowe kryształy nie mogą istnieć, chyba że mają ograniczone rozmiary lub w ich strukturze krystalicznej występują wady - twierdzą naukowcy. - Zaobserwowane mikroskopijne pofałdowanie powierzchni dwuwymiarowego grafenu w trzecim wymiarze w nieoczekiwany sposób pozwala połączyć wysoką jakość grafenu ze stabilnością termodynamiczną. - Dwuwymiarowe membrany różnią się zupełnie od klasycznych kryształów trójwymiarowych - zauważył dr Jannik Meyer, specjalista w dziedzinie badań nad ciałami stałymi z Instytutu Maxa Plancka. - Dopiero odkrywamy ich podstawowe właściwości i badamy możliwe zastosowania. Naukowcy uważają, że nowe materiały można wykorzystać jako sita do filtrowania lekkich gazów lub do produkcji miniaturowych przełączników elektryczno-mechanicznych. Takie materiały można by również wykorzystywać jako podpory dla pojedynczych cząsteczek badanych pod mikroskopem elektronowym. Miałoby to duże znaczenie dla badań medycznych, ponieważ umożliwiłoby szybką analizę struktury atomowej złożonych cząsteczek. - Jest to zupełnie nowy rodzaj technologii - nawet słowo nanotechnologia nie stanowi właściwego określenia dla nowych membran - powiedział profesor Geim. - Wykazaliśmy, że można stworzyć bardzo cienkie membrany o grubości zaledwie jednego atomu. Wierzymy również, że ta technologia może zostać wykorzystana w praktyce. Jednak prawdziwym wyzwaniem jest opracowanie taniej i dostępnej technologii produkcji tych membran, aby można było je stosować na szeroką skalę.
Kraje
Niemcy, Niderlandy, Zjednoczone Królestwo