اخیرا یک تیم تحقیقاتی از دو دانشگاه آمریکا نشان داده‌اند که برای رسیدن به گرافنی با ویژگی دلخواه چگونه آن را برش بزنند. برای این کار آنها از شبیه سازی کامپیوتری استفاده کردند.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، لبه‌های گرافن در تعیین کاربردهای آن اهمیت بسیاری دارد. محققان دانشگاه «رایس» و دانشگاه «کالیفرنیا» احتمالا بتوانند روش جدیدی برای دستکاری گرافن ارائه کنند. زمانی که گرافن تحت فشار دچار پارگی می‌شود، به ‌جای این که مانند یک کاغذ به ‌صورت تصادفی مسیر پاره شدن را طی کند، مسیری انتخاب می‌شود که دارای کمترین مقاومت باشد؛ با این کار لبه‌های گرافن از کیفیت بسیار بالایی برخوردار می‌شود. این پدیده تعجب دانشمندان را برانگیخته است.

از آن جایی که لبه‌های گرافن تعیین کننده خواص الکتریکی آن است، با این روش می‌توان این لبه‌ها را تحت کنترل در آورد. «بوریس یاکوبسان» از محققان این پروژه، به ‌ندرت به‌ عنوان فیزیکدان نظری در پروژه‌ای مشارکت می‌کند، اما در این تحقیق که نتایج آن در قالب مقاله‌ای تحت عنوان «Ripping Graphene: Preferred Directions» در نشریه «Nano Letters» به چاپ رسیده، او چنین نقشی را ایفا کرده است.

«بوریس یاکوبسان» به ‌همراه «واسیلی آرتیوخوف»، دانشجوی پسا دکترا در دانشگاه «رایس»، نوعی پاره شدن را توسط شبیه‌سازی کامپیوتری انجام داده است. نتایج نشان داد که ترک‌هایی در پیکربندی‌های زیگزاگی و صندلی ایجاد می‌شود. به ‌نظر می‌رسد نیروی مولکولی مسیر وارد شدن فشار را به گرافن دیکته می‌کند. این نیرو بسیار قدرتمند است، پیوند کربن-کربن یکی از قوی‌ترین پیوندهای شناخته شده است. اهمیت این پروژه در این است که طبیعت لبه‌ها، پاره شدن گرافن را تعیین می‌کند. زمانی که گرافن برای مدارات الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد، کیفیت لبه تعیین کننده کیفیت گرافن است. گرافن دارای هدایت بالایی است، بنابراین الکترون‌ها به ‌راحتی از میان آن عبور می‌کنند تا به لبه‌ها برسند. چیزی که در اینجا مهم است آن است که آیا الکترون با برخورد به لبه ایست کرده یا به حرکت خود ادامه می‌دهد.

انرژی لبه‌ها در گرافن مورد توجه «بوریس یاکوبسان» بوده است، سال قبل او فرمولی برای محاسبه انرژی یک تکه گرافن که در زوایای مختلف بریده شده، ارائه کرد. گرافن زیگزاگی فلزی بوده و گرافن صندلی نیمه‌ هادی است، بنابراین اگر پاره شدن گرافن را به ‌نحوی دلخواه تعیین کنیم، می‌توانیم ساختار زیگزاگی یا صندلی را به ‌دلخواه به ‌دست آوریم. این تیم تحقیقاتی موفق شد برای گرافن مسیری با انرژی بهینه برای پاره کردن گرافن پیدا کند.