29/08/2011 - Nanotechnologie. Grafen und seine Hafteigenschaften

Menéame

Grafen gilt derzeit als das interessanteste Forschungsmaterial in der Welt der Nanotechnologie, ein Interesse, das vor kurzem durch eine neue Studie von einer Gruppe von Forschern der Colorado University in Boulder zugenommen hat.

Die neuen Erkenntnisse, Grafen hat überraschend starke Hafteigenschaften, sie werden voraussichtlich helfen, die Entwicklung der Grafenherstellung und der mechanischen Geräte, die auf diesem Material basieren, wie Resonatoren und Gasabscheidern usw. zu leiten. Die Experimente zeigten, dass die extreme Flexibilität von Grafen es ermöglicht, die Topographie sogar der weichsten Substrate anzupassen.

Das Grafen besteht aus einer einzigen Schicht von Kohlenstoffatomen, die chemisch in einem sechseckigen Drahtgitter miteinander verbunden sind. Seine einzigartige atomare Struktur könnte Silizium als Basis für elektronische Geräte und integrierte Schaltungen ersetzen, aufgrund seiner bemerkenswerten elektrischen, mechanischen und thermischen Eigenschaften, sagte Professor Manojo Scott Assistent an der Colorado University of Mechanik Abteilung und Hauptautor der Studie.

Die Ergebnisse der Studie wurden am 14. August veröffentlicht Thema der Zeitschrift Nature Nanotechnology.

"Die wahre Aufregung für mich ist die Möglichkeit, neue Anwendungen zu schaffen, die die außergewöhnliche Flexibilität und die Eigenschaften der Grafenhaftung und das Design von einzigartigen Experimenten nutzen, die uns mehr über die Nano-Skala-Eigenschaften dieses erstaunlichen Materials lehren können," sagte Bunch.

Nicht nur das Grafen hat die höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit aller bekannten Materialien, es hat sich auch als das schlankste, steifste und stärkste in der Welt erwiesen, sowie als wasserdicht zu den Standardgasen. Seine kürzlich entdeckten Beitrittseigenschaften werden nun zu seiner Liste von Qualitäten hinzugefügt, einige von ihnen scheinbar widersprüchlich zwischen sich, sagte Bunch.

Die CU-Boulder-Ausrüstung misst die Haftenergie der Grafenblätter, die von einem bis fünf Atomschichten mit einem Glas Substrat reichen, mit einem "Blistertest" zur Quantifizierung der Haftfähigkeit zwischen Grafen und Glasplatten.

Seine Beitrittsfähigkeit kann auch eine schädliche Rolle spielen, wie in den Strukturen der Aussetzung, wo die mikromechanischen Beitritt kann Fehler der Geräte verursachen oder verlängern die Entwicklung einer Technologie, sagte Bunch.

Die ersten experimentellen Messungen des Anhaftens der Grafen-Nanostrukturen zeigen, dass die sogenannten "Van der Waals-Kraften" (die Summe der Anziehungs- oder Abstoßungskräfte zwischen den Molekülen) auch dazu beitragen, die einzelnen Grafenblätter in mehreren Schichten zusammenzuhalten.

Die Forscher entdeckten, dass die Bindungsenergien zwischen Grafen und Glas Substrat mehrmals höher sind als die Adhäsionsenergien mit typischen mikromechanischen Strukturen, eine Interaktion, die eher mit Flüssigkeiten als mit Feststoffen übereinstimmt, wie Bunch sagte.

Die Studie der Universität Colorado wurde hauptsächlich von der National Science Foundation und der Agentur für die Verteidigung von fortgeschrittenen Forschungsprojekten finanziert.

Die Bedeutung von Grafen in der Wissenschaft wurde bereits durch den Nobelpreis für Physik 2010 hervorgehoben, der zwei Wissenschaftler an der Universität Manchester in England, Andre K. Geim und Konstantin Novoselov.

Es besteht ein großes Interesse an der Nutzung der unglaublichen mechanischen Eigenschaften von Grafen, um ultrafeine Membranen mit hoher Energieeffizienz in Anwendungen zu erzeugen, wie sie für die Verarbeitung von Erdgas oder für die Wasserreinigung erforderlich sind, sowie deren erstaunliche elektrische Eigenschaften, die die Mikroelektronikindustrie revolutionieren werden.

In all diesen Anwendungen, einschließlich der Herstellung von Grafen in großem Maßstab, ist die Interaktion von Grafen mit Oberflächen von entscheidender Bedeutung, und sein wissenschaftliches Wissen wird zur Förderung der Technologie beitragen.

Kontakt

Scott Bunch, 303-492-6802

joseph.bunch@colorado.edu

Carol Rowe, 303-492-7426

carol.rowe@colorado.edu

La undécima edición de Egurtek, Foro Internacional de Arquitectura y Construcción en Madera, ha reunido en Bilbao a profesionales de la ingeniería, la arquitectura, la industria forestal y la edificación para analizar las aplicaciones contemporáneas de la madera. La cita, programada los días 28 y 29 de octubre de 2026 en Bilbao Exhibition Centre, cuenta con la colaboración de la...

El diseño de las cubiertas industriales está evolucionando hacia soluciones que buscan reducir material, simplificar el montaje y mejorar la relación entre prestaciones estructurales y coste total. Para abordar estas alternativas, el Colegio Oficial de Ingenieros Industriales de la Comunitat Valenciana programó el 29 de octubre de 2026 una jornada técnica en su sede de Valencia sobre eficiencia estructural en...

El Colegio Oficial de Ingenieros de Telecomunicación prepara la cuarta edición de Talento50+, un programa dirigido a colegiados y colegiadas mayores de 50 años que desean revisar su trayectoria profesional, actualizar sus herramientas de búsqueda de oportunidades o explorar nuevas formas de aportar su experiencia técnica. El anuncio, publicado el 28 de octubre de 2026, presenta una iniciativa gratuita para...

El marco normativo español para los biocarburantes, los biolíquidos y los combustibles de biomasa incorpora nuevas condiciones de sostenibilidad y reducción de emisiones de gases de efecto invernadero. El Real Decreto 926/2026, de 28 de octubre, publicado en el Boletín Oficial del Estado el día 29, desarrolla aspectos de la normativa europea de energías renovables y afecta a la evaluación...

Red Eléctrica ha culminado la implantación de un sistema de monitorización dinámica de capacidad en la línea de transporte Pobla-T Sesué de 220 kV, que conecta territorios de Huesca y Lleida. La solución, conocida como Dynamic Line Rating o DLR, permite utilizar información meteorológica y mecánica de la infraestructura para estimar su capacidad operativa de forma ajustada a las condiciones...