นักวิจัยจัดการกับความคลาดเคลื่อนของ graphene ในระดับอะตอม

Anonim

วัสดุสามารถเปลี่ยนรูปเป็นชิ้น ๆ ตามข้อบกพร่องของเส้นอะตอมที่เรียกว่าคลาดเคลื่อนได้ การใช้งานทางด้านเทคนิคหลายอย่างเช่นการตีขึ้นอยู่กับกระบวนการพื้นฐานนี้ แต่พลังการเบี่ยงเบนยังถูกนำมาใช้ประโยชน์ในเขตย่ำแย่ของรถยนต์ตัวอย่างเช่นที่ความวุ่นวายช่วยปกป้องชีวิตโดยการเปลี่ยนพลังงานเป็นความผิดปกติของพลาสติก นักวิจัยของ FAU ได้ค้นพบวิธีจัดการกับความคลาดเคลื่อนของแต่ละบุคคลโดยตรงในระดับอะตอม

นักวิจัยจากกลุ่ม Prof. Erdmann Spiecker ได้ใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนในสถานที่แบบก้าวหน้าได้เปิดโลกวิธีใหม่ในการสำรวจพื้นฐานของความเป็นพลาสติก พวกเขาได้ตีพิมพ์ผลการวิจัยของพวกเขาใน ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์

อินเทอร์เฟซที่บางที่สุดที่มีข้อบกพร่อง

ในปี 2013 กลุ่มนักวิจัยสหวิทยาการที่ FAU พบความคลาดเคลื่อนในการทำ graphene Bilayer ซึ่งเป็นผลงานชิ้นเอกที่ตีพิมพ์ใน ธรรมชาติ ข้อบกพร่องของเส้นมีอยู่ระหว่างแผ่นคาร์บอนแบนบางแผ่นอะตอมที่บางที่สุดซึ่งเป็นไปได้ ศาสตราจารย์ Spiecker อธิบายว่าเมื่อเราค้นพบ graphene ทำให้เรารู้ว่าพวกเขาจะไม่เพียง แต่สนใจในสิ่งที่พวกเขาทำในวัสดุเฉพาะเท่านั้น แต่ยังสามารถใช้เป็นแบบอย่างในการศึกษาความเป็นปึกแผ่นได้ ทีมงานของเขาสองผู้สมัครระดับปริญญาเอกหาทางที่จะโต้ตอบกับพวกเขา

จำเป็นต้องมีกล้องจุลทรรศน์ที่มีประสิทธิภาพเพื่อดูความคลาดเคลื่อน นักวิจัยจาก Erlangen เป็นผู้เชี่ยวชาญในสาขากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนและกำลังคิดถึงวิธีการขยายเทคนิคนี้อยู่เรื่อย ๆ "ในช่วงสามปีที่ผ่านมาเราได้ขยายขีดความสามารถของกล้องจุลทรรศน์ของเราอย่างต่อเนื่องเพื่อให้สามารถทำงานได้เหมือนกับการปรับแต่งที่ระดับนาโน" ปีเตอร์ชไวเซอร์กล่าว "ตอนนี้เราสามารถมองเห็นโครงสร้างนาโนได้ แต่ยังมีปฏิสัมพันธ์กับพวกเขาด้วยเช่นการผลักดันให้ใช้พลังงานความร้อนหรือกระแสไฟฟ้า" ที่แกนหลักของเครื่องมือนี้คือแขนหุ่นยนต์ขนาดเล็กที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ด้วยความแม่นยำระดับนาโนเมตร แขนเหล่านี้สามารถติดตั้งเข็มที่ละเอียดมากซึ่งสามารถเคลื่อนย้ายไปยังพื้นผิวของ graphene ได้ อุปกรณ์อินพุตพิเศษเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการควบคุมที่มีความแม่นยำสูง

ความเป็นพลาสติกที่ปลายนิ้ว

ที่กล้องจุลทรรศน์ที่มีการทดลองมีเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์มากมายและตัวควบคุมเกมวิดีโอ 2 ตัว "นักเรียนมักจะถามเราว่า gamepads เป็นอย่างไร" Christian Dolle กล่าว "แต่แน่นอนพวกเขาจะใช้อย่างหมดจดเพื่อวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์คุณไม่สามารถควบคุมแขนหุ่นยนต์ขนาดเล็กที่มีแป้นพิมพ์คุณต้องมีบางอย่างที่ใช้งานง่ายมากขึ้นต้องใช้เวลาในการเป็นผู้เชี่ยวชาญ แต่แล้วแม้กระทั่งการควบคุมอะตอม - ข้อผิดพลาดของเส้นขนาดจะเป็นไปได้ "

สิ่งหนึ่งที่ทำให้นักวิจัยรู้สึกประหลาดใจในตอนแรกคือความต้านทานของกราฟีนต่อความเครียดเชิงกล "เมื่อคุณคิดเกี่ยวกับมันมันเป็นแค่สองอะตอมของคาร์บอน - และเรากดเข็มที่คมชัดมาก" Peter Schweizer กล่าว สำหรับวัสดุส่วนใหญ่ที่จะมากเกินไป แต่ graphene เป็นที่รู้จักกันทนต่อความเครียดมาก สิ่งนี้ช่วยให้นักวิจัยสัมผัสพื้นผิวของวัสดุด้วยปลายทังสเตนที่ละเอียดและลากข้อบกพร่องของเส้นรอบ ๆ "เมื่อเราพยายามครั้งแรกเราไม่เชื่อว่ามันจะทำงานได้ แต่แล้วเราก็ประหลาดใจที่ความเป็นไปได้ทั้งหมดที่เปิดขึ้นอย่างฉับพลัน" การใช้เทคนิคนี้นักวิจัยสามารถยืนยันทฤษฎีที่ยาวนานเกี่ยวกับการมีปฏิสัมพันธ์บกพร่องเช่นเดียวกับการค้นพบสิ่งใหม่ ๆ "ถ้าไม่มีการควบคุมความคลาดเคลื่อนโดยตรงก็จะไม่สามารถหาปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ได้ทั้งหมด" Dolle กล่าว

Spiecker กล่าวว่า "โดยไม่ต้องมีเครื่องมืออันล้ำสมัยและเวลาที่จะลองสิ่งใหม่ ๆ นี้จะเป็นไปไม่ได้ "สิ่งสำคัญคือการเติบโตไปพร้อมกับการพัฒนาใหม่และพยายามขยายเทคนิคที่คุณมีอยู่"

menu
menu