Grafen jest już znany z tego, że jest niesamowicie silny, mimo że ma tylko jeden atom grubości. Jednak to nie jego najlepsza pod tym kątem forma – poznajcie jego diamentową wariację.
Naukowcy z Korei Południowej opracowali nową metodę przekształcania grafenu w najcieńsze dotąd warstwy/filmy diamentowe bez konieczności stosowania wysokiego ciśnienia.
Grafen i diament są wykonane z tego samego materiału – węgla – ale różnica między tymi materiałami polega na tym, jak atomy węgla są ułożone i połączone ze sobą. Grafen to arkusz węgla o grubości zaledwie jednego atomu, ale z silnymi wiązaniami poziomymi między nimi. W diamentach zaś atomy węgla są znacznie silniej połączone w trzech wymiarach, tworząc niewiarygodnie twardy materiał.
Gdy wiązania między warstwami grafenu zostaną wzmocnione, może on stać się formą diamentu 2D znaną jako diaman. Problem polega na tym, że zwykle nie jest to łatwe. Jeden sposób wymaga bardzo wysokich ciśnień, a nawet wtedy, kiedy tylko ciśnienie zostanie usunięte, materiał powraca do grafenu. Inne badania dodały atomy wodoru do grafenu, ale utrudnia to kontrolę wiązań.
Na potrzeby nowych badań naukowcy z Institute for Basic Science (IBS) i Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) wymienili wodór na fluor. Dzięki temu wystawiając dwuwarstwowy grafen na fluor, zbliżyli dwie warstwy do siebie, tworząc silniejsze wiązania między nimi.
Zespół rozpoczął od stworzenia grafenu dwuwarstwowego przy użyciu sprawdzonej metody chemicznego osadzania z fazy gazowej na podłożu wykonanym z miedzi i niklu. Następnie wystawili grafen na działanie oparów difluorku ksenonu. Fluor w tej mieszaninie przylega do atomów węgla, wzmacniając wiązania między warstwami grafenu i tworząc ultracienką warstwę fluorowanego diamentu, znaną jako F-diaman.
Nowy proces jest znacznie prostszy w porównaniu do innych, co powinno sprawić, że jego skalowanie będzie stosunkowo łatwe. Ultracienkie arkusze diamentu mogłyby stworzyć mocniejsze, mniejsze i bardziej elastyczne elementy elektroniczne.
