تلاش محققان کشور برای تولید گرافن با کمک لیزر

به گزارش ایران اکونومیست؛ گرافن ورقه‌ای دوبعدی از اتم‌های کربن در یک پیکربندی 6 ضلعی لانه‌ زنبوری و جدیدترین عضو خانواده‌ مواد کربنی گرافیتی چندبعدی است. اصطلاح گرافن اولین بار در سال 1986 از ترکیب کلمه گرافیت و یک پسوند که به هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای اشاره دارد، اطلاق شد. خواص نوری منحصربه‌فرد گرافن کاربرد این نانوذره را در بسیاری از حوزه‌های علم و تکنولوژی گسترانده است.

با توجه به خاصیت مناسب این مواد، محققان دانشگاه شهید بهشتی با همکاری دانشگاه قم استفاده از تابش لیزر جهت تولید گرافن را مورد بررسی قرار دادند.

دکتر روح‌الله کریم‌زاده، عضو هیأت علمی دانشگاه شهید بهشتی در این باره گفت: تنظیم ویژگی‌های نوری مواد همیشه به‌عنوان یک مساله اساسی در مباحث مربوط به فوتونیک مورد توجه بوده است. از جمله موادی که اخیراً تحقیقات زیادی بر روی خواص نوری آنها انجام می‌شود، اکسید گرافن است.

وی اضافه کرد: کنترل «گاف» انرژی یک ابزار قدرتمند برای تنظیم ویژگی‌های نوری اکسید گرافن به شمار می‌آید و در این طرح از تابش لیزر و اعمال میدان مغناطیسی جهت احیا و کنترل گاف انرژی اکسید گرافن استفاده شد.

کریم‌زاده با بیان این که سرعت، سادگی و ارزان بودن این روش را می‌توان مهمترین ویژگی این مواد برشمرد، ادامه داد: ‌علاوه بر آن عدم استفاده از مواد شیمیایی در این فرایند موجب رفع نگرانی‌های زیست‌محیطی شده و کاهش اثرات جانبی بر روی گرافن تولید شده را در پی دارد.

عضو هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی خاطرنشان کرد: بر این اساس در این طرح با اعمال یک ولتاژ مستقیم الکترواستاتیک و تابش نور لیزر خواص خطی و غیرخطی نوری اکسید گرافن و خصوصیات محدودکنندگی آن تنظیم و کنترل شده است که برای این منظور ابتدا اکسید گرافن به روش هامرز تعمیم سنتز و در ادامه، فرایند احیای کنترل‌شده‌ اکسید گرافن با اعمال همزمان میدان الکترواستاتیکی و تابش لیزر انجام شد.

وی، ارزیابی خصوصیات نوری خطی و غیرخطی آن را با استفاده از روش‌های مختلف از دیگر مراحل انجام این تحقیقات نام برد و اضافه کرد: نتایج به دست آمده حاکی از آن است که‌ با انتخاب مناسب پارامترهایی مانند زمان و توان لیزر و همچنین اندازه‌ میدان الکتریکی می‌توان درجه‌ احیای مورد نظر را به دست آورد.

به گفته وی، نمونه‌های تولیدشده هیچ نوع پاسخ جذب غیرخطی نسبت به تابش لیزر پیوسته با طول‌موج 532 نانومتر از خود نشان ندادند و این در حالی است که با افزایش درجه‌ احیا، آستانه‌ محدودکنندگی نمونه کاهش و توان محدودکنندگی آن افزایش می‌یابد.

این تحقیقات از سوی مهدی یدی دانش‌آموخته‌ مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه شهید بهشتی، دکتر روح‌الله کریم‌زاده عضو هیأت علمی دانشگاه شهید بهشتی و دکتر افشین عباسی عضو هیأت علمی دانشگاه قم اجرایی شده و نتایج آن در Journal of Material Science با ضریب تأثیر 2.302 منتشر شده است.

انتهای پیام