เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย กราฟีน ‘วัสดุมหัศจรรย์’ ใหม่ที่สังเคราะห์ขึ้นในสองห้องปฏิบัติการ

เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย โครงสร้างผลึกของกราฟีน ในที่สุด: โครงสร้างผลึกของ γ-graphyne สามชั้น มีการรายงานกระบวนการใหม่สองขั้นตอนสำหรับการผลิตกราฟีนประเภทต่างๆ – อัลโลโทรป 2 มิติของคาร์บอนที่มีพันธะสามชั้น – ได้รับการรายงานในเอกสารอิสระ รายงานฉบับหนึ่งจากนักวิจัยในสหรัฐอเมริกาและจีนรายงานการสังเคราะห์การทดลองครั้งแรกของผลึกขนาดใหญ่ที่มีรูปแบบกราฟีนที่เสถียรที่สุด 

ซึ่งอาจมีประโยชน์หลายอย่าง 

ประการที่สอง – จากนักวิจัยในเกาหลีใต้ – อธิบายการค้นพบและการสังเคราะห์ “โฮลี่กราฟีน” ที่ไม่เคยคาดเดามาก่อน อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์บางคนไม่มั่นใจว่ากราฟีนประเภทที่สองมีอยู่จริง

คาร์บอนเป็นที่รู้จักสำหรับความสามารถในการสร้าง allotropes ที่แตกต่างกันมากมาย เช่น กราไฟต์ เพชร และฟูลเลอรีน โดยการรวมเข้าด้วยกันในรูปแบบต่างๆ ตัวอย่างเช่น กราไฟต์ประกอบด้วยชั้นอะตอมของคาร์บอน 2 มิติที่กองกำลังแวนเดอร์วาลส์ยึดเข้าด้วยกัน ในขณะที่เพชรประกอบด้วยตาข่ายลูกบาศก์สามมิติ โดยพื้นฐานแล้วกราฟีนเป็นอะตอมของคาร์บอนเพียงชั้นเดียวที่ประกอบด้วยกราไฟต์ การคาดการณ์เกี่ยวกับคุณสมบัติของกราฟีนย้อนหลังไปถึงปี 2505 และเมื่อมีการขัดผิวครั้งแรกในปี 2547 ได้รับการยืนยันว่ามีความแข็งแกร่ง ความคล่องตัวทางอิเล็กทรอนิกส์ ความยืดหยุ่น และคุณสมบัติอื่นๆ ที่โดดเด่น

นักวิจัยคาดการณ์ว่ากราฟีนจะมีความเสถียรในปี 2530 ซึ่งแตกต่างจากกราฟีนตรงที่มีโครงสร้างกราฟีนที่เป็นไปได้หลายอย่างขึ้นอยู่กับสัดส่วนของพันธะสามตัวและการกระจายตัวรอบโครงตาข่าย นักวิจัยหลายคนแนะนำว่ากราฟีนอาจมีคุณสมบัติที่โดดเด่นในตัวเอง เช่น การนำไฟฟ้าที่มีทิศทางสูง หรือการเคลื่อนที่ของไอออน ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อขั้วไฟฟ้าของแบตเตอรี่

วิธีการจากล่างขึ้นบน

อย่างไรก็ตาม ก่อนหน้านี้ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะผลิตตัวอย่างกราฟีนจำนวนมาก เทคนิคการขัดผิวด้วยกลไกที่ใช้ในการผลิตตัวอย่างแรกของกราฟีนจากกราไฟท์นั้นทำไม่ได้ เนื่องจากไม่มีวัสดุ 3 มิติที่มีกราฟีนเป็นชั้นๆ ต้องใช้วิธีการจากล่างขึ้นบนเพื่อสังเคราะห์วัสดุจากโมเลกุลของสารตั้งต้น

นักวิจัยหลายคนได้เสนอโปรโตคอลการสังเคราะห์สำหรับ γ-graphyne ซึ่งคาดว่าจะเป็นไอโซเมอร์ที่เสถียรที่สุด ตัวอย่างเช่น ในปี 1997 Michael Haleyนักเคมีด้านวัสดุแห่งมหาวิทยาลัยโอเรกอนในสหรัฐอเมริกาเสนอว่า γ-graphyne สามารถผลิตได้โดยใช้กระบวนการเมตาธีซิสของอัลไคน์ นี่คือปฏิกิริยาการควบรวมระหว่างฟีนิลอัลไคเนส บีบ “ผลิตภัณฑ์ร่วม” ขนาดเล็กออก และปล่อยให้วงแหวนอะโรมาติกเชื่อมต่อกันด้วยพันธะสามตัว ปัญหาคือข้อบกพร่องจะเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้: “ผลิตภัณฑ์ร่วมที่ปกติแล้วคุณได้รับจากเมตาธิซิสอัลไคน์ทั่วไปคือ 2-บิวไทน์ ซึ่งเป็นก๊าซที่ฟองออกมาจากสารละลายและหายไป” เฮลีย์อธิบาย “ถ้าคุณมีข้อผิดพลาด คุณจะแก้ไขข้อผิดพลาดนั้นได้อย่างไร ถ้าอีกชิ้นหนึ่งหายไป”

นักวิทยาศาสตร์ที่นำโดยWei ZhangจากมหาวิทยาลัยโคโลราโดในสหรัฐอเมริกาและYingjie Zhaoจากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีชิงเต่าในประเทศจีนได้แก้ปัญหานี้ด้วยการเพิ่มสารทดแทนที่มีขนาดใหญ่กว่าและมีความผันผวนน้อยกว่าในส่วนผสมของปฏิกิริยาที่สามารถทำลายพันธะสามได้ มันสามารถทำลายพันธะสามตัวใดๆ ก็ได้ ไม่ว่าจะมีข้อบกพร่องหรือไม่ก็ตาม แต่พันธะที่บกพร่องจะมีพลังงานสูงกว่า ดังนั้นจึงมีความไม่เสถียรมากกว่า นอกจากนี้ Zhang กล่าว “เมื่อพันธะพลังงานสูงเปิดออก พวกเขามีแนวโน้มที่จะสร้างพันธะพลังงานที่ต่ำกว่า”

การสร้างและการทำลายพันธบัตร

นักวิจัยได้ผลักดันให้เกิดปฏิกิริยาต่อผลิตภัณฑ์ที่ได้รับความนิยมทางอุณหพลศาสตร์ ซึ่งก็คือ γ-graphyne ที่เป็นผลึกที่สมบูรณ์แบบ นักวิจัยกล่าวว่า ตามความรู้ที่ดีที่สุดของพวกเขา พวกเขาได้สร้างการสาธิตครั้งแรกของกราฟีนใดๆ ที่มีลำดับผลึกระยะยาว แม้ว่ากลุ่มอื่นๆ ก่อนหน้านี้จะรายงานเศษคาร์บอนเล็กๆ ที่มีพันธะสามเท่าก็ตาม

เฮลีย์รู้สึกประทับใจกับบทความของทีมซึ่งตีพิมพ์ในNature Synthesis เขาเชื่อว่าประตูเปิดแล้วเพื่อค้นหาว่าวัสดุนี้มีประโยชน์สำหรับอะไร “มีการคาดการณ์เหล่านี้ทั้งหมด: มันจะเป็นวัสดุที่แข็งแกร่งเป็นพิเศษ มันจะดีมากสำหรับแบตเตอรี่เพราะคุณจะสามารถเคลื่อนลิเธียมไอออนผ่านมันได้ ใครจะรู้” เขาพูดว่า. “ใครๆ ที่ไหนก็ตามควรจะสามารถทำซ้ำสิ่งที่พวกเขารายงานได้ และนั่นคือจุดแข็งสำหรับฉันแล้ว: ในที่สุดคุณมีวัสดุในปริมาณที่มากกว่ามิลลิกรัมย่อย และคุณสามารถไปและเริ่มตรวจสอบคุณสมบัติที่คาดการณ์ไว้ทั้งหมดเหล่านี้ได้อย่างเต็มที่ ”

เจฟฟรีย์ มัวร์จากมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ เออร์บานา-แชมเพนในสหรัฐฯ เห็นพ้องต้องกันและเห็นการศึกษาติดตามผลที่ชัดเจนสองชิ้น: “หนึ่งคือต้องเข้าใจว่าโครงสร้างที่สมบูรณ์แบบหรือใกล้สมบูรณ์แบบนี้เกิดขึ้นได้อย่างไรจากการทำงานร่วมกันของจลนศาสตร์และอุณหพลศาสตร์ – มีบางอย่างที่ลึกซึ้ง คำถามเกี่ยวกับกลไกที่หากเข้าใจแล้ว จะช่วยให้เราสร้างวัสดุประเภทเดียวกันนี้ให้คาดเดาได้มากขึ้น” เขากล่าว “อย่างที่สองคือการปรับเปลี่ยนสารเคมี โดยที่คุณแนะนำข้อบกพร่องโดยเจตนาเพื่อสร้างโครงสร้างที่นำหน้าที่ใหม่มาใช้”

โครงสร้างที่ไม่คาดคิด

กระดาษกราฟีนฉบับ ที่สองได้รับการตีพิมพ์ในMatterและรายงานโครงสร้างกราฟีนที่ไม่คาดคิดมาก่อน ซึ่งประกอบด้วยเครือข่ายของวงแหวนเบนซินที่เชื่อมต่อกันด้วยวงแหวนแปดส่วนที่มีพันธะสามพันธะที่ตึงเครียด โมเลกุลที่ประกอบด้วยวงแหวนเบนซินสองวงที่เชื่อมโยงกันได้รับการรายงานครั้งแรกในปี 1974 และนักวิจัยได้ตัดสินใจที่จะตรวจสอบว่าพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยการเชื่อมโยงหลาย ๆ อย่างหรือไม่ ซึ่งสร้างเครือข่ายรูปวงแหวนของวงแหวนเบนซีนที่มีรูพรุนขนาดนาโนเมตรหรือไม่

Hyoyoung Leeจาก Sungkyunkwan University ในเกาหลีใต้กล่าวว่าการสร้างแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์เป็นที่ยอมรับว่ามีเสถียรภาพ ดังนั้นทีมของเขาจึงได้เริ่มพัฒนาโปรโตคอลการสังเคราะห์ “เราสร้างสื่อกลางจากการสังเคราะห์สารอินทรีย์หกขั้นตอน จากนั้นจึงเริ่มต้นจากขั้นตอนนั้น” เขากล่าว นักวิจัยกล่าวว่าการวิเคราะห์ทางสเปกโตรสโกปีกล่าวว่าวัสดุดังกล่าวมีแถบความถี่อิเล็กทรอนิกส์ 1.1 eV นักวิจัยกล่าวว่า “เราจะใช้วัสดุนี้สำหรับเซ็นเซอร์หรือถ้าเป็นไปได้สำหรับเครื่องตรวจจับแสงและเป็นวัสดุช่องสำหรับทรานซิสเตอร์ฟิล์มบาง” กล่าว ลี เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย