المحرر العلميّ، العرب اليوم، 30/4/2013
الغرافين ليس مجرد كربون متبلور. فعلى الرغم من أن بلوراته سداسية تشبه بلورات الغرافيت الذي تصنع منه أقلام الرصاص، إلا أن بلورة الغرافين تتكون من طبقة رقيقة جدا: صفيحة سمكها ذرة واحدة فقط. ولهذا السبب فهي خفيفة جدا. فالمتر المربع منه يزن أقل من 1 مغم (جزء من ألف من الغرام). ويمكن اعتبار الغرافين مادة مكونة من بعدين فقط، وليست مجسمة؛ في حين أن جميع الأجسام التي نراها من حولنا ثلاثية الأبعاد.
يعتبر الغرافين مادة معجزة. وهو يَعِد باستخدامه في تطبيقات عديدة. لكن ما يهمنا هنا هو إمكانية إحلاله محل السلكون في اشباه الموصلات التي تعتمد عليها صناعة الإلكترونيات. وعلى الرغم من أنه لم يكتشف إلا مؤخرا (عام 2004)، إلا أنه قد وجد تطبيقات عديدة حتى الآن، مثل تحلية الماء والخلايا الكهرشمسية والمكثفات الفائقة والأقطاب الموصلة الشفافة.
يجدر بالذكر أن جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2010 منحت لغايم ونوفوسلوف تقديرا لأبحاثهما في الغرافين. كما حصلت جامعة سويدية عام 2013 على منحة قدرها مليار يورو من الاتحاد الأوروبي لإجراء أبحاث على الغرافين.
إنجاز طال انتظاره:
وأخيرا نجح فيزيائيون من معهد جورجيا للتكنولوجيا، في الولايات المتحدة، في تطوير غرافين معدل ليستخدم في الالكترونيات الميكروية (الدقيقة). في البداية صنعت من الغرافين نياقل (جمع نيقل، أي ترانزستر)، وأقطاب ثنائية (ديودات) وموصلات كهربائية. لكن استخدام الغرافين في مجال الالكترونيات تطلب تحويله إلى شبه موصل، مثل السلكون. وهذا يعني أن يتصرف كموصل أو كعازل وفق الجهد الكهربائي الذي يتعرض له. وقد توصل فنغ ونغ من جامعة كليفورنيا بالفعل عام 2009 إلى تحويل الغرافين إلى شبه موصل، عن طريق تعريضه لمجال كهربائي معامد لسطحه، لكنه لم يتمكن من منع تسرب التيار، ما حدّ من استخدامه في الالكترونيات الدقيقة.
ومؤخرا، توصل إلى حل هذه المشكلة فريق باحثين من أمريكا وفرنسا، عن طريق تثليم أو حفر الغرافين لصنع شرائط دقيقة، ما عدل خصائصه الكهربائية. وبالطبع لم يكن تحقيق هذه الأشرطة بالمهمة السهلة. ما زالت هذه المادة تحت الإختبار، مع أن النتائج الأولية واعدة فعلا.
نذكر أخيرا بضع خواص الغرافين: توصيله للكهرباء أفضل بثلاثين مرة من توصيل السلكون. وهو أمتن من الفولاذ بمئتي مرة، على الرغم من أنه أخف منه بست مرات. تتحرك الالكترونات في الغرافين بسرعة 1000 كم/ثانية، أي 150 ضعف سرعتها في السلكون. وتنتج الصين منه 300 طن سنويا بسعر 500 دولار/كغ.
Science et Vie, 2/2013
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق