گرافین برای ساخت باریک ترین لامپ برق دنیا به کار رفت

   
نام نویسنده:
|
دسته بندی:
|
طی 130 سال گذشته، توماس ادیسون از کربن به عنوان گرم­ساز (رشته) در اولین لامپ های تجاری استفاده کرد. اکنون تیمی از دانشمندان و مهندسان از همان عنصر در فرم کریستال عالی آن، یعنی گرافین، استفاده کرده اند تا باریکترین لامپ دنیا را بسازند. اگرچه ضخامت یک اتم و پوشش یک مساحت بسیار کوچک را می توان بطور غیر مسلح دید، دستگاه جدید بسیار روشن است، تا اندازه ای که محصول آن را با چشم غیر مسلح به آسانی می توان مشاهده نمود.

محققان و مهندسان دانشگاه کلمبیا، دانشگاه دولتی سئول (SNU) و موسسه تحقیقاتی استاندارد و علوم کره (KRISS) این دستگاه را با استفاده از رشته ای باریک از گرافین متصل به الکترودهای فلزی ایجاد کردند، این نوارها بالای یک لایه سیلیکونی معلق ماندند. عبور جریان از طریق این رشته ها باعث گرم شدن آنها تا دمای 2500 درجه سانتی گراد (4500 درجه فارنهایت) و ایجاد یک لامپ فوق العاده روشن شد.

طبق گفته ی جیمز هان، پروفسور مهندسی مکانیک در کلمبیا: "ما اساسا باریک ترین لامپ برق دنیا را تولید کرده ایم. این نوع جدید فرستنده روشنایی پهن باند را می توان با تراشه هایی ترکیب کرد و راه را به سوی تحقق نمایشگرهای اتمی باریک، انعطاف پذیر و شفاف و ارتباطات نوری تراشه ای بر پایه گرافین هموار می کند."

جالب توجه است که توانایی گرافین برای دستیابی به چنین دمای زیادی بدون ذوب شدن لایه زیرین یا الکترودهای فلزی به این علت است که هر چه گرافین گرم تر می شود، کمتر می تواند گرما را از خود عبور دهد. در نتیجه، تراکم گرما به مرکز رشته ها محدود شده است و یک نور بسیار شدید تولید می شود.

با اندازه گیری طیف نور منتشر شده از وسیله جدید، محققان کشف کرده اند که به طول موج هایی می رسد که انتظار نمی رود دیده شوند. این امر نتیجه ی ارتباط بین نور تولید شده مستقیم توسط نور دادن رشته ها و نور پخش شده از لایه ی سیلیکون توسط خود رشته های گرافین است.

"این پدیده امکان پذیر است، چون گرافین بر خلاف هر رشته ی متداولی شفاف بوده و به ما اجازه می دهد طیف انتشار یافته را با تغییر فاصله نسبت به لایه تنظیم کنیم."

یک شبکه گرافین نیز روشی بسیار موثر برای تولید نور است که به علت توانایی ذاتی آن در حفظ سطوح تحریک بوده و اجازه جریان آزادانه تر الکترون ها را می دهد. یعنی، چون فقط گرافین می تواند هنگام تحریک توسط لیزر با سرعت الکترون ها را ساطع کند و الکترون ها در حالت افزایشی باقی می مانند، همچنین یک قابلیت مشابه را برای آزادسازی موثر فوتون در موقعیت گرم شده برقی فراهم می کند.

میونگ هو بایی، محقق ارشد موسسه تحقیقاتی استاندارد و علوم کره می گوید: "در بالاترین دماها، دمای الکترون بسیار بیشتر از روش های ارتعاش صوتی شبکه ی گرافین است، پس برای دستیابی به دمای مورد نیاز جهت انتشار واضح نور به انرژی کمتری نیاز داریم. این مشخصات منحصر به فرد دمایی به ما اجازه می دهد گرافین معلق را در مقایسه با گرافین بر یک لایه ی جامد، تا نیمی از دمای خورشید گرم کنیم و بازدهی را 1000 برابر افزایش دهیم."

طبق ادعای محققان دانشگاه منچستر، این اولین لامپ گرافینی نیست، بلکه قطعا باریک ترین لامپ بوده، این وسیله ی جدید احتمالات بسیاری را برای تولید لامپ متناوب در مقیاس میکرو ایجاد می کند، مخصوصا برای ایجاد روی تراشه جهت استفاده در وسایل فوتونیکی.

thinnest-graphene-light-3.png

در نتیجه، محققان در حال حاضر بر روی روش هایی کار می کنند که عملکرد این وسایل پرنور را در دستیابی به این که با چه سرعتی خاموش و روشن می شود، بهبود می بخشد، پس ممکن است برای تولید یک و صفر در ارتباطات نوری مورد استفاده قرار گیرند. آنها همچنین روش هایی را برای ترکیب آنها در مواد انعطاف پذیر کشف کرده اند.

پروفسور هون اذعان می دارد: "ما فقط به دیگر استفاده های این ساختارها فکر می کنیم، مثلا سطوح داغ-میکرو را می توان تا هزاران درجه در کسری از ثانیه گرم کرد تا واکنش های شیمیایی دمای زیاد یا کاتالیزورها را مورد مطالعه قرار داد."

نتیجه ی این تحقیق اخیرا در ژورنال نانوتکنولوژی طبیعت به چاپ رسیده است.

 

دیگر اخبار نویسنده

ارسال نظر


شخصی سازی Close
شما در این صفحه قادر به شخصی سازی نمیباشید