(PhysOrg.com) - Vanligt bordsocker kan vara en viktig ingrediens för att utveckla mycket lättare, snabbare, billigare, tätare och mer robust datorelektronik för användning på amerikanska militära flygplan.
Fast visserligen långt i framtiden, färska resultat från ett program som leds av kemist och professor vid Rice University, Dr James Tour visar ett annat exempel på den banbrytande grundforskningen.
Tour och hans kollegor på Rice har utvecklat en relativt enkel och kontrollerbar metod för att göra orörda ark med grafen --- den enatomtjocka formen av kol --- från vanligt bordsocker och andra fasta kolkällor.
"Dr. Tour utforskar ett kemiskt tillvägagångssätt för att producera högkvalitativa kolbaserade nanostrukturer som nanorör och grafen med väldefinierade egenskaper, "sa AFOSR programchef, Dr Charles Lee.
I deras metod, en liten mängd socker läggs på ett litet ark kopparfolie. Sockret utsätts sedan för flytande väte och argongas under värme och lågt tryck. Efter 10 minuter, sockret reduceras till en ren kolfilm, eller ett enda lager grafen. Genom att justera gasflödet fick forskarna kontrollera tjockleken på filmen.
Användningen av fasta kolkällor som socker har gjort det möjligt för Tour att hålla sig borta från den mer besvärliga kemiska ångavsättningsmetoden och de höga temperaturer som är förknippade med den. Hans ett steg, lågtemperaturprocess gör grafen avsevärt lättare att tillverka.
"I en traditionell CVD -synvinkel, det var enkelt att optimera den orörda grafens kvalitet genom att justera tillväxtförhållandena och metallkatalysatorerna med kontinuerliga gaskällor (CH 4 eller C 2 H 2 ), "förklarade Tour." Med denna teknik med olika typer av fasta kolkällor, fler fördelar som grafendopning och tjocklekskontroll kunde realiseras. "
Enligt Tour, dopad grafen öppnar fler möjligheter för både flygvapen och kommersiella elektronikapplikationer. Orörd grafen har ingen bandgap, men dopad grafen möjliggör manipulering av elektroniska och optiska egenskaper, viktiga faktorer för att göra switch- och logiska enheter.
"Dessa material kan användas inom avancerad elektronik, fotonik samt strukturella tillämpningar för flygvapnet, "förklarade Lee.
Medan flygvapnet främst fokuserar på potentiella elektronikapplikationer, många andra kommersiella och medicinska användningsområden kan vara möjliga, inklusive transparenta pekskärmsenheter, speciella biokompatibla filmer för kirurgi av traumatiska hjärnskador, snabbare transistorer i persondatorer eller tunna material för skörd av solenergi.
