これまでに製造された最も薄い材料であるグラフェンは、炭素原子の単一層からなる。それらは独特の性質を有する一原子厚のチキンワイヤー構造を形成する。それは鋼より約200倍強く、非常に柔軟です。それは透明であるが、気体および液体はそれを通過することができない。さらに、優れた電気伝導体です。このナノ材料をどのように使用することができるかについての多くのアイデアがあり、将来のアプリケーションの研究は激しいです。

「グラフェンは魅力的ですが、勉強するのは非常に困難です」と、科学技術部の主任研究エンジニアであり、リンチェピング大学の物理、化学、生物学科のミハエル・ヴァギンは言います。

特性の理解の困難さに寄与する要因の1つ グラフェン それが「異方性」材料として知られていることである。これは、炭素原子層の平面上で測定したときのその特性が、エッジで測定された特性と異なることを意味する。さらに、グラフェンの原子レベルでの挙動を理解しようとする試みは、それがいくつかの方法で生成できるという事実によって複雑である。多くのエッジを有する小さなフレーク中のグラフェンの特性は、約1cm 2の面積を有するシートとして製造されたグラフェンの特性といくつかの点で異なる。

この研究を行った研究者は、グラフェンを 炭化ケイ素 リンギング大学で開発された方法で。炭化ケイ素が2000℃に加熱されると、表面上のケイ素原子は気相に移動し、炭素原子のみが残る。グラフェン層の高品質およびその本来の不活性により、グラフェンはその周囲と容易に反応しないが、用途はしばしば、ガス分子のような材料と周囲との制御された相互作用に依存する。この分野の研究者の間で行われている議論は、平坦な表面上のグラフェンを活性化することが可能であるか、またはエッジを有する必要があるかどうかである。劉研究者は、表面の欠陥が制御された形で導入されたときに何が起こるかを調査し、このようにしてグラフェンの特性がその構造にどのように関連しているかをより詳細に理解しようと試みた。

「陽極酸化」と呼ばれる電気化学的プロセスは、グラフェン層を破壊し、より多くのエッジが形成されるようにします。陽極酸化グラフェンの特性を測定し、電気を貯蔵する材料の容量がかなり高いことを発見しました。

新しい知識を使用するにはより多くの作業が必要であり、より大きな規模で同じ効果を生み出すことができます。科学者はいくつかの方法で研究をフォローアップする予定です。

「炭化ケイ素上のグラフェンは、他の種類のグラフェンより広い領域で作製することができますが、制御された方法で材料の特性を変えることができれば、他の機能のために表面を調整することが可能です。独自のバッテリーを内蔵したセンサーを作り出すことができます」と、物理、化学、生物学の主要研究エンジニアであり、記事の共著者でもあるMikaelSyväjärviは語っています。彼は、炭化ケイ素上のグラフェンの商業的アプリケーションで動作する会社、graphensic abの創設者の一人です。

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