توضیحات

نانو پودر گرافن (Graphene)

گرافن یک آلوتروپ کربن است که از یک لایه اتمی تشکیل شده و در ساختار نانو به شکل لانه زنبوری آرایش یافته است. نام آن از “گرافیت” و پسوند “-ene” گرفته شده است، که نشان‌دهنده این است که آلوتروپ گرافیت کربن شامل تعداد زیادی پیوند دوگانه در یک ورق دو بعدی است.

در یک ورق گرافن، هر اتم به سه همسایه کربن نزدیک خود از طریق پیوندهای σ متصل است و یک پیوند π غیرموضعی که به یک نوار ظرفیت که بر روی کل ورق گسترش یافته، کمک می‌کند. این نوع پیوند در هیدروکربن‌های آروماتیک چندحلقه‌ای نیز مشاهده می‌شود. نوار ظرفیت با نوار هدایت در تماس است، که باعث می‌شود گرافن یک نیمه‌فلز با خواص الکترونیکی غیرمعمول باشد که بهترین توصیف آن با نظریه‌های ذرات نسبیتی بدون جرم انجام می‌شود. حامل‌های بار در گرافن وابستگی خطی، به جای وابستگی مربعی، انرژی به مومنتوم نشان می‌دهند و ترانزیستورهای اثر میدانی با گرافن می‌توانند ساخته شوند که هدایت دو قطبی را نشان می‌دهند. انتقال بار در فواصل طولانی به صورت بالستیک انجام می‌شود؛ این ماده نوسانات کوانتومی بزرگ و دیامغناطیس غیرخطی بزرگی را نشان می‌دهد.

ویژگی ها:

  • سختی کششی بسیار بالا: گرافن یکی از مقاوم‌ترین مواد شناخته شده است.
  • رسانایی الکتریکی و حرارتی عالی: این ماده به دلیل ساختار خاص خود، توانایی بالایی در انتقال الکتریسیته و حرارت دارد.
  • شفافیت: گرافن شفاف است و می‌تواند در کاربردهای نوری مورد استفاده قرار گیرد.
  • نازک‌ترین ماده دو بعدی: گرافن تنها از یک لایه اتمی کربن تشکیل شده و به همین دلیل بسیار سبک و نازک است.

کاربردها:

  • نیمه‌هادی‌ها و الکترونیک: گرافن به عنوان یک ماده کلیدی در ساخت ترانزیستورها و دیگر اجزای الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
  • باتری‌های الکتریکی: به دلیل رسانایی بالا، گرافن می‌تواند در بهبود عملکرد باتری‌ها و ذخیره‌سازی انرژی به کار رود.
  • کامپوزیت‌ها: گرافن به عنوان تقویت‌کننده در مواد کامپوزیتی برای افزایش استحکام و کاهش وزن استفاده می‌شود.
  • حسگرها و بیوسنسورها: خواص الکتریکی و شیمیایی گرافن آن را برای توسعه حسگرهای پیشرفته مناسب می‌سازد.
نمودار XRD از گرافن
تصویر طیف رامان گرافن
نانو پودر گرافن
نانو پودر گرافن