نانوریبون های فسفر، ماده ی عجیب جدید که توانست انقلابی در الکترونیک بوجود آورد
محققان دانشگاه لندن توانستند نانوریبون های فسفرن دوبعدی ایجاد کنند که میتواند نقش مهمی در تکنولوژی باتری های آینده ایفا کند.
فسفرن معادل فسفری گرافن است که برای اولین در سال ۲۰۱۴درست شد. از آن زمان تا کنون بیش از ۱۰۰ تحقیق نظری، ویژگی های جدیدی را پیش بینی کرده اند که در نوارهای باریک این ماده ظاهر میشوند.
یک مطالعه جدید که در مجله ی Nature منتشر شد گزارش کرد که چگونه محققان UCL توانستند مقادیری از ریبون های کیفیت بالای فسفرن را با استفاده از کریستال های فسفری و یون های لیتیوم تشکیل دهند.
دکتر کریس هاوارد میگوید: این اولین باریست که نانوروبون های فسفرن ساخته شده اند. ویژگی های شگفت انگیزی برای این ماده پیش بینی شده است و کاربرد آن بسیار وسیع است.
این ریبون ها دارای ضخامتی به اندازه ی یک لایه ی اتمی هستند و پهنایی بین ۴ تا ۵۰ نانومتر و طولی تا ۷۵ میکرومتر دارند. میچ وات، اولین نویسنده ی این تحقیق میگوید: ما ریبون ها را با استفاده از روش های تصویربرداری پیشرفته به طور بسیار دقیق و جزئی مشخصه یابی کردیم و فهمیدیم که آنها بسیار صاف، بلوری و عموما انعطاف پذیر هستند. او ادامه میدهد: بیشتر آنها تنها ضخامت یک اتمی دارند اما اگر ریبون از بیش از یک لایه فسفرن تشکل شود فواصل بین لایه های ۱، ۲، ۳ و ۴ بدون هیچ درز و شکافی خواهد بود. این چیزی است که قبلا دیده نشده و هد لایه باید ویژگی های اکتریکی متمایزی داشته باشد.
نانوریبون های فسفرن دارای طیف وسیع تری از پهناها و طول ها هستند نسبت به نانوریبون هایی که از مواد دیگر از قبیل گرافن تشکیل میشوند، و همچنین میتوانند در مایع هم تولید شوند. بر طبق گفته ی محققان، فضای کاربردی آن شامل باتری ها، سلول های خورشیدی و دستگاه های ترموالکتریکی برای تبدیل گرما به الکتریسیته میباشد. آنها همچنین میتوانند در محاسبات کوانتومی نیز استفاده شوند.
هاوارد میگوید: ما در تلاش بودیم که ورقه هایی از فسفرن را بسازیم و بسیار شگفت زده شدیم که ریبون ها را ساختیم. این فرایند شامل مخلوط کردن فسفر سیاه با یون های لیتیومی محلول در آمونیاک در دمای ۵۰- سانتی گراد است. بعد از ۲۴ ساعت آمونیاک با حلالی آلی جایگزین میشود. هاوارد ادامه میدهد: ریبو ن ها برای اینکه خواص تعریف شده ای داشته باشند، پهنایشان باید در تمام طول ریبون یکسان باشد. و ما فهمیدیم این دقیقا اتفاقی بود که برای ریبون ما افتاد.
تحقیقات بیشتر میتواند در زمینه ی خواص بنیادی این نانوریبون ها و تحقیق در مورد پتانسیل استفاده یشان در ذخیره ی انرژی و انتقال الکترونی باشد.
