أضواء على الأبحاث

علم خواص المادة: تصنيع ثلج الجرافين في الميكروويف

  • Published online:

يمكن إنتاج مادة مدهشة تُسمَى الجرافين في فرن الميكروويف العادي، من خلال عملية مشابِهة لكيفية تشكُّل ندف الثلج.

يتسم الجرافين - الذي يتكون من صفائح كربونية بسُمْك ذَرّة واحدة فقط – بدرجة عالية من الموصلية، وهو أقوى مادة اختُبرت على الإطلاق. لكنّ إنتاجه على نطاق واسع أمر صعب ومكلف.

استخدم فريق بقيادة جين تشانج - من جامعة بكين في بكين - وينجينج تشانج - من جامعة تسينجهوا في بكين أيضًا - جهاز ميكروويف لتسخين أنبوب يحتوي على ثاني أكسيد السيليكون والسيليكون؛ ما أنتج بلازما – وهي غاز ساخن مشحون كهربيًّا - تفوق حرارتها 700 درجة مئوية. وعندما أضاف الباحثون غاز الميثان، انحلّ بعض البلازما، وتَشَكَّل الجرافين من الكربون الموجود في الميثان.

تراكمت قِطَع الجرافين هذه في شكل صفائح، في عملية مشابِهة لنمو بلورة ثلج إلى ندفة ثلج. ومع تحرُّك البلازما، انجرفت الصفائح بلطف، مثل ندف الثلج المتساقطة.

تُرِك الثلج ليتراكم على سطح مرن، ويشكل "منحدرًا ثلجيًّا" من الجرافين أنشأ الفريق منه مستشعِرًا قاس الضغط الذي تنتجه قوة ضاغطة على هذا السطح.

(Adv. Mater. http://doi.org/ctgf (2018