IT NAT

استفاده از فناوری برای طبیعت و محیط زیست سالم

IT NAT
خانهخشکی

شکل جدیدی از کربن برای استفاده در باتری های لیتیوم


محققان شکل جدیدی از کربن را ایجاد کرده اند که شبیه به گرافن است ، اما خواص منحصر به فردی دارد

نقطه ای: کربن ، سنگ بنای زندگی ، به اشکال مختلف وجود دارد. اینها شامل الماس و گرافیت و همچنین گرافن است که فقط یک اتم ضخامت دارد و دارای تعدادی ویژگی غیر معمول است. در حال حاضر ، محققان در دانشگاه آلتو فنلاند و دانشگاه ماربورگ در آلمان ، شکل کاملاً جدیدی از کربن را توسعه داده اند. ماده جدید که بیفنیلن نامیده می شود ، مشابه گرافن است اما دارای خواص الکتریکی منحصر به فردی است که می تواند کاربردهای مهمی داشته باشد.

در گرافن ، هر اتم کربن به سه همسایه متصل است و شش ضلعی را در یک شبکه لانه زنبوری مرتب کرده است. ماده جدید نیز مانند گرافن دارای ضخامت یک اتم است ، اما از مربع ، شش ضلعی و هشت ضلعی تشکیل شده است که یک شبکه مرتب را تشکیل می دهند. محققان از میکروسکوپ کاوشگر با وضوح بالا برای تأیید ساختار بیفنیلن استفاده کردند.

مواد جدید با مونتاژ مولکولهای حاوی کربن بر روی سطح طلا ساخته شده است. مولکولها ابتدا زنجیره تشکیل می دهند و واکنش دوم این زنجیره ها را به هم متصل می کند و مربع و هشت ضلعی را تشکیل می دهد. زنجیرها نیز کایرال هستند ، بدین معنی که در دو نوع آینه وجود دارد. فقط زنجیرهایی از همان نوع روی سطح طلا جمع شده و به هم متصل می شوند. این همان چیزی است که منجر به تجمع بیفنیلن به جای گرافن می شود. 

گرافن دارای قدرت ، انعطاف پذیری و سبکی باورنکردنی است و به عنوان رسانای عالی گرما و الکتریسیته عمل می کند. در مقابل ، بیفنیلن نیز می تواند مانند یک فلز رفتار کند. محققان پیشنهاد می کنند که نوارهای بیفنیلن با عرض تنها 21 اتم می تواند به عنوان سیم رسانا در دستگاه های الکترونیکی مبتنی بر کربن عمل کند. لینگهو یان ، که آزمایشات میکروسکوپی با وضوح بالا را در دانشگاه آلتو انجام داد ، توضیح می دهد: “ایده جدید استفاده از پیش سازهای مولکولی است که به منظور ایجاد بیفنیلن به جای گرافن دستکاری شده اند.”

ما قبلاً طیف وسیعی از کاربردهای نوآورانه برای گرافن را مشاهده کرده ایم. این شامل یک ابر باتریمبتنی بر گرافن است که می تواند به سرعت شارژ شود و انفجارهای بزرگی از انرژی را آزاد کند و یک رنگ فوق سفید که ساختمان ها را برای صرفه جویی در انرژی منفعلانه خنک می کند. این شکل جدید کربن می تواند کاربردهای بیشتری داشته باشد.

نویسنده: لیزا مگلوف

بیشتر بیاموزید: نوآوری های علمی | محاسبات و نوآوری های فناوری

اول ژوئن 2021

ایمیل: peter.liljeroth@aalto.fi

وب سایت: aalto.fi/fa