Dünyayı değiştirebilecek “harika malzeme” için yeni bir yol bulundu
Uzmanlar, mevcut üretimin “kirli” olduğunu söylüyor ancak yeni süreç malzemenin temiz ve büyük ölçekte üretilmesini sağlayabilir.
Mühendisler grafeni üretmenin yeni bir yolunu buldu ve bu, “harika malzeme”nin potansiyelinden nihayet en iyi şekilde yararlanma imkanı yaratabilir.
2004’te tek bir karbon atomu katmanı oluşturularak keşfedildiğinde, bilim insanları potansiyel bir devrim olduğunu söyleyerek bu malzemeyi övmüştü. Uzmanlar, son derece iletken ve çok güçlü olan grafenin, enerji depolamadan tıbbi cihazlara ve kişisel elektronik aletlere kadar her şeyi değiştirebileceğini söylemişti.
Ancak bu potansiyel hiçbir zaman tam olarak gerçekleştirilemedi. Bunun nedenlerinden biri de temiz ve büyük ölçekte üretilmesinin zorluğu.
Sorunlar arasında temiz ve kirlilik içermeyen bir şekilde üretilmesinin zor olması da var. Ancak araştırmacılar yeni sürecin grafenin indirgenebilir ve temiz bir şekilde yapılmasına izin verdiğini söylüyor.
Bunu, grafenin kalitesinin oksijenle bağlantılı olduğuna dair bir bulgudan hareket ederek yaptılar. Etrafta küçük bir parça bile oksijen varsa, bu grafenin büyüme hızını büyük ölçüde etkiliyor ve onu kullanmanın mümkün olmayabileceği anlamına geliyor.
Columbia Üniversitesi’nden kıdemli yazar James Hone, “Büyüme sürecinden neredeyse tüm oksijeni ortadan kaldırmanın tekrarlanabilir, yüksek kaliteli CVD (Kimyasal Buhar Biriktirme) grafen sentezi elde etmenin anahtarı olduğunu gösteriyoruz” dedi.
Bu, grafenin büyük ölçekli üretimine giden yolda bir kilometre taşı.
Mühendisler grafeni geleneksel olarak iki şekilde üretiyor. İlkinde, grafen olarak kullanılabilecek kadar ince hale gelene kadar kadar bir grafit parçasının katmanlarını soymak için bant kullanılıyor. Bu da temiz ancak endüstriyel olarak kullanılmasını imkansız kılan çok küçük ölçekte örnekler üretiyor.
CVD büyümesi diye bilinen diğeriyse çok daha fazla üretime olanak tanıyor. Bu süreç, metan gibi karbon içeren bir gazın inanılmaz yüksek sıcaklıklarda bakır bir yüzey üzerinden geçirilmesini içeriyor, bu da metanın parçalanmasına yol açıyor ve karbon atomlarını bir grafen tabakası halinde yeniden düzenlenmeye zorluyor.
Bu da grafenlerin metrelerce büyüklüğe kadar üretilebilmesini sağlıyor. Ancak kalitelerinin güvenilir olmasıyla ilgili sorunları da beraberinde getiriyor.
Araştırmacılar bu süreçteki herhangi bir oksijenin süreci yavaşlatacağını ve hatta grafeni aşındıracağını zaten bulmuştu. O zamandan beri mühendisler oksijeni kontrol edebilecek ve süreci baltalamasını engelleyebilecek yeni sistemler kurmaya çalışıyor.
Şimdi bilim insanları bu süreci önemli ölçüde geliştirdiklerini ve grafenin daha hızlı ve güvenilir büyümesini sağladıklarını söylüyor. Üretilen grafenin aynı zamanda geniş ölçekte kullanılabilmesi için gerekli tüm davranışları gösterdiğini tespit ettiler.
Çalışma, Nature akademik dergisinde yayımlanan “Reproducible graphene synthesis by oxygen-free chemical vapor deposition” (Oksijensiz kimyasal buhar biriktirme yoluyla tekrarlanabilir grafen sentezi) başlıklı yeni bir makalede rapor edildi.
*İçerik orijinal haline bağlı kalınarak çevrilmiştir. Independent Türkçe’nin editöryal politikasını yansıtmayabilir.
Yorum gönder