Naukowcy z Europy opracowali całkowicie nową formę węgla o nazwie bifenylen, podobną do cudownego materiału – grafenu, ale z pewnymi pożytecznymi różnicami.
Niezwykle cienkie arkusze materiału oferują pewne właściwości elektryczne, których nie mają inne formy węgla, co może otworzyć nowe możliwości w zakresie elektroniki i zaawansowanych baterii litowych. Grafen wywołał wiele szumu w kręgach materiałoznawstwa ze względu na jego niesamowitą wytrzymałość, elastyczność, cienkość i lekkość, a także jego zdolność do działania jako doskonały przewodnik ciepła i elektryczności. Jako dwuwymiarowy arkusz węgla, zawdzięcza te właściwości swojemu unikalnemu układowi atomów, które są zorganizowane we wzór plastra miodu, a naukowcy podejrzewali, że alternatywne układy mogą nadać innym dwuwymiarowym formom węgla ich własne unikalne właściwości.
Bifenylen może być lepszy niż grafen
Chociaż teoretyzowano na temat innych materiałów węglowych, żaden jeszcze się nie zmaterializował, ale naukowcy z Uniwersytetu w Marburgu w Niemczech i Uniwersytetu Aalto w Finlandii dokonali teraz wielkiego przełomu. Prace rozpoczęły się od cząsteczek zawierających węgiel, które zostały umieszczone na bardzo gładkiej złotej powierzchni, gdzie tworzą dwa lustrzane odbicia łańcuchów, takie jak lewa i prawa ręka.
W przeciwieństwie do grafenu, w którym różne łańcuchy łączą się ze sobą, w tym przypadku tylko łańcuchy tego samego typu łączą się ze sobą, tworząc nie tylko wzory plastra miodu, ale także kwadraty i ośmiokąty. Nazwali ten nowy materiał bifenylenem (ang. Biphenylene).
Nowy pomysł polega na wykorzystaniu prekursorów molekularnych, które są modyfikowane w celu uzyskania bifenylenu zamiast grafenu – wyjaśnia Linghao Yan, który przeprowadził eksperymenty mikroskopowe o wysokiej rozdzielczości na Uniwersytecie Aalto.
Potwierdzając strukturę nowego materiału za pomocą mikroskopii z sondą skanującą o wysokiej rozdzielczości, zespół odkrył, że właściwości elektroniczne bifenylenu znacznie różnią się od grafenu. Na przykład wąskie paski materiału o szerokości 21 atomów zachowywały się jak metal, podczas gdy paski grafenu o tej samej wielkości zachowują się jak półprzewodniki.
Paski te mogłyby zostać wykorzystane jako przewody przewodzące w przyszłych węglowych urządzeniach elektronicznych – mówi prof. Michael Gottfried z Uniwersytetu w Marburgu, który kieruje zespołem.
Naukowcy pracują teraz nad wyprodukowaniem większych arkuszy nowego materiału, których użyją do dalszego zbadania jego właściwości i potencjału.
Ta nowatorska sieć węglowa może również służyć jako doskonały materiał anodowy w akumulatorach litowo-jonowych, z większą pojemnością litu w porównaniu z obecnymi materiałami na bazie grafenu – mówi autor badania Qitang Fan z Uniwersytetu w Marburgu.
Badania zostały opublikowane w czasopiśmie Science.
źródło: New Atlas | Science | University of Marburg | Aalto University
Od 2005 roku zajmuję się komunikacją internetową i e-marketingiem, jestem pasjonatem urządzeń mobilnych oraz nowych technologii – i nie waham się ich używać.