Graphène: feuilles de nanoparticules à base de carbone
Lorsque le carbone forme des feuilles lorsqu'il se lie à trois autres atomes de carbone auxquels ils sont appelés graphène. Les chercheurs en nanotechnologie ont récemment (2004) a réussi à produire des feuilles de graphène à des fins de recherche.
Graphite commune est le matériau au crayon de plomb, et il est composé de feuilles de graphène empilées. Les feuilles de graphène en graphite ont un espace entre chaque feuille et les feuilles sont maintenues ensemble par la force électrostatique appelé van der Waals.
Feuilles de graphène sont composés d'atomes de carbone liés en formes hexagonales avec chaque atome de carbone lié par covalence à trois autres atomes de carbone. Chaque feuille de graphène est un seul atome d'épaisseur, et chaque feuille de graphène est considéré comme une seule molécule. Le graphène a la même structure d'atomes de carbone liés en formes hexagonales pour former des nanotubes de carbone, mais le graphène est plate plutôt que cylindrique.
En raison de la résistance de liaisons covalentes entre les atomes de carbone, graphène a une résistance très élevée à la traction. (Fondamentalement, la traction se rapporte à combien vous pouvez étirer quelque chose avant de se briser.)
En outre, le graphène, contrairement à un buckyball ou nanotube, n'a pas l'intérieur, car il est plat. Buckyballs et des nanotubes, dans laquelle chaque atome est sur la surface, peuvent interagir uniquement avec des molécules qui les entourent. Pour graphène, chaque atome est sur la surface et est accessible des deux côtés, donc il n'y a plus d'interaction avec des molécules avoisinantes.
Enfin, dans le graphène, atomes de carbone sont liés à trois autres atomes seulement, même si elles ont la capacité de se lier à un quatrième atome. Cette capacité, combinée à une grande résistance à la traction et la surface spécifique élevée de rapport volumique, il est très utile dans les matériaux composites.
Des chercheurs ont rapporté que le mélange de graphène dans une résine époxy a donné lieu à la même quantité d'augmentation de la résistance du matériau a été trouvé que quand ils ont utilisé dix fois le poids de nanotubes de carbone.
Une propriété électrique clé de graphène est sa mobilité d'électrons (la vitesse à laquelle les électrons se déplacent à l'intérieur quand une tension est appliquée). La mobilité des électrons de graphène est plus rapide que tout matériau connu et les chercheurs développent des méthodes pour construire des transistors sur le graphène qui seraient beaucoup plus rapide que les transistors actuellement construites sur des tranches de silicium.
Une autre application intéressante de graphène en cours de développement tire parti du fait que la feuille est plus épaisse que seulement un atome de carbone. Les chercheurs ont constaté qu'ils peuvent utiliser nanopores d'analyser rapidement la structure de l'ADN.
Quand une molécule d'ADN à travers un nanopore passe qui a une tension appliquée à travers elle, les chercheurs peuvent déterminer la structure de l'ADN par des changements de courant électrique. Parce que le graphène est si mince, la structure d'une molécule d'ADN apparaît à une résolution plus élevée quand il passe à travers une coupe de nanopore dans une feuille de graphène.
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