Opis zdjęcia
09.06.2012 DNO _____Przez wielu uznawany za najbardziej obiecujący materiał przyszłości, grafen wciąż pozostaje substancją drogą i trudną do wyprodukowania. Naukowcy z Instytutu Chemii Fizycznej PAN oraz Institut de Recherche Interdisciplinaire w Lille opracowali tanią metodę wytwarzania wielowarstwowych pokryć grafenowych. Nowy sposób nie wymaga użycia specjalistycznej aparatury i może zostać zrealizowany w praktycznie każdym laboratorium. Tanią metodę chemicznego wytwarzania warstw grafenowych opracowały w ramach wspólnego projektu zespoły z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk (IChF PAN) w Warszawie i Institut de Recherche Interdisciplinaire w Lille. Metoda jest tak prosta w realizacji, że może być przeprowadzona w niemal każdym laboratorium. Grafen odkryto w 2004 roku, zdzierając warstwy węgla z grafitu za pomocą zwykłej taśmy klejącej. „W tym, co zostało zdarte, można było znaleźć powłoki grubości jednego atomu, czyli właśnie grafen. Jeśli jednak chcemy myśleć o przemysłowych zastosowaniach grafenu, musimy znaleźć lepiej kontrolowane sposoby wytwarzania go w dużych ilościach – i to bez konieczności używania drogiej, specjalistycznej aparatury”, mówi doktorantka Izabela Kamińska z Instytutu Chemii Fizycznej PAN, stypendystka Fundacji na rzecz Nauki Polskiej w ramach programu Międzynarodowe Projekty Doktoranckie. Kamińska przeprowadzała swoje doświadczenia w Institut de Recherche Interdisciplinaire (IRI) w Lille. Pod względem struktury, grafen jest dwuwymiarową powierzchnią zbudowaną z sześciowęglowych pierścieni. Budową przypomina więc plaster miodu, z tą różnicą, że powierzchnia grafenowa ma najmniejszą grubość z możliwych: zaledwie jednego atomu. Z unikatową strukturą grafenu wiążą się jego niezwykłe właściwości. Grafen jest niemal całkowicie przezroczysty, ponadstukrotnie wytrzymalszy od stali i bardzo elastyczny. Jednocześnie wykazuje świetne przewodnictwo cieplne i elektryczne, jest więc dobrym materiałem do zastosowań w elektronice, np. do wytwarzania cienkich, elastycznych i wytrzymałych wyświetlaczy lub szybkich układów przetwarzających. Nadaje się też jako materiał do różnego typu biosensorów. Dotychczasowe metody wytwarzania grafenu – takie jak osadzanie warstwy epitaksjalnej na podłożu metalicznym lub węgliku krzemu, bądź chemiczne lub fizyczne osadzanie z fazy gazowej – wymagają drogiego, specjalistycznego sprzętu i złożonych procedur produkcji. Tymczasem jedyną nieco bardziej złożoną aparaturą, używaną w metodzie wytwarzania pokryć grafenowych z IChF PAN i IRI, jest płuczka ultradźwiękowa, sprzęt dość powszechny w laboratoriach. Nowy proces wytwarzania warstw grafenowych zaczyna się od grafitu, alotropowej odmiany węgla, która na poziomie molekularnym przypomina kanapkę z wielu płaszczyzn grafenowych. Płachty te są trudne do rozseparowania. Aby osłabić oddziaływania między nimi, grafit należy utlenić, co przeprowadza się z wykorzystaniem metody Hummersa. Otrzymany w ten sposób proszek – tlenek grafitu – jest następnie wsypywany do wody i umieszczany w płuczce ultradźwiękowej. Dzięki ultradźwiękom poszczególne, utlenione płaszczyzny grafenowe się rozdzielają. Efektem jest koloid zawierający pojedyncze płatki tlenku grafenu średnicy ok. 300 nanometrów. W swoich badaniach naukowcy z IChF PAN i IRI wykorzystywali tlenek grafenu wyprodukowany w Materials Science Division w North East Institute of Science and Technology (NEIST) w indyjskim mieście Dispur. „Jednoatomowej grubości płatki tlenku grafenu to dobry punkt startowy, ale problemem są liczne grupy funkcyjne zawierające tlen. Rzecz w tym, że dramatycznie zmieniają one własności fizyko-chemiczne materiału. Zamiast doskonałego przewodnika mamy... izolator”, wyjaśnia Kamińska. Aby usunąć tlen z płatków tlenku grafenu, badacze z IChF PAN i IRI postanowili wykorzystać niekowalencyjne oddziaływania pi-pi pojawiające się między pierścieniami węglowymi w tlenku grafenu, a aromatycznymi pierścieniami związku nazywanego tetratiafulwalenem (TTF). Cząsteczka TTF składa się z dwóch pierścieni zawierających po trzy atomy węgla i dwa atomy siarki. „W praktyce wystarczyło wymieszać tlenek grafenu i tetratiafulwalen, a następnie włożyć całość do płuczki ultradźwiękowej. Dzięki oddziaływaniom między pierścieniami TTF i pierścieniami tlenku grafenu następuje redukcja tlenku grafenu do grafenu przy jednoczesnym utlenieniu cząsteczek TTF”, opisuje Kamińska. W wyniku tego procesu, w koloidzie wyjmowanym z płuczki znajdował się trwały kompozyt składający się z płatków grafenu z dołączonymi cząsteczkami TTF. Krople koloidu były następnie nanoszone na elektrodę i osuszane. Płatki grafenowe osadzały się na elektrodzie i formowały na niej gładką powłokę o kontrolowanej grubości, od 100 do 500 nanometrów, złożoną z od kilkudziesięciu do kilkuset naprzemiennych warstw grafenu i cząsteczek TTF. Ostatnim etapem wytwarzania powłoki grafenowej było usunięcie z niej cząsteczek tetratiafulwalenu, co osiągnięto na drodze prostej reakcji chemicznej z odpowiednio dobranym związkiem. „Jedną z motywacji do badań było poszukiwanie nowych metod detekcji substancji biologicznych. Dlatego po wyeliminowaniu TTF z powłoki grafenowej natychmiast sprawdziliśmy, czy możemy ten związek wprowadzić do niej z powrotem. Okazało się, że tak. Zatem jest możliwe opracowanie procesu, który pozwoli związać wybrany związek chemiczny z cząsteczką TTF, następnie wprowadzić cały kompleks do warstwy grafenowej na elektrodzie i zaobserwować zmiany w przepływie prądu”, podsumowuje prof. dr hab. Marcin Opałło (IChF PAN). Publikacja opisująca nową metodę ukazała się na początku roku w prestiżowym czasopiśmie „Chemical Communications”, na którego okładce umieszczono komputerową wizualizację pokryć grafenowych z TTF. Obecnie naukowcy z IChF PAN i IRI pracują nad dalszym zredukowaniem grubości powłok grafenowych. Dobiegają też końca eksperymenty wykazujące, że możliwe jest wprowadzenie do powłoki grafenowej cząsteczek TTF z dowiązaną mannozą (jednym z cukrów prostych). Materiał prasowy przygotowany w ramach grantu NOBLESSE z działania „Potencjał badawczy” 7. Programu Ramowego Unii Europejskiej.
świetna seria
super seria!
dziękuję :D zawsze miło widzieć, że ktoś jeszcze tam bywa :)
Ostatnio widziałem to na płockiej przy kasprzaka w wawie.. caly reportaż jest w duzym formacie...swietna seria
Wiązanki i atomiki...fajne ujęcie...:)
:)
http://next.gazeta.pl/next/1,114662,11983540,Polacy__Grafen_dla_kazdego.html :)
+++/
takie... stockowe (to jest komplement!)
gratki Denko
brawo
super
Zasłużenie!
Dobrze zobrazowany ....
Bardzo lubię te Twoje portrety są oryginalne ale... tak jak pisałem już pare miesięcy temu - w tych konkretnych ujeciach, gdzie osoby są rozmywane - jakbyś się skupiał na wszystkim oprócz portretowanej osoby. Oni wyglądają jak statyści.
następne super z serii
Świetne! =]
Nie byłbym sobą gdybym się nie pomądrzył więc mała wklejka z internetu : "Grafen to, według wielu specjalistów, materiał przyszłości elektroniki. Dwuwymiarowa struktura atomów węgla przewodzi prąd znacznie lepiej niż krzem i umożliwia budowanie superszybkich energooszczędnych tranzystorów."
swietne
hehehe :) spoko ja-nusz :) tak mi się wydawało, że znasz, ale wolałem zapytać (lepiej dokonać autopromocji niż sepuku na przykład, co nie?) :)))
Rozplanowanie ostrości w taki sposób nie przeszkadza mi wcale w odbiorze.
czy zawsze główny motyw musi być ostry? Rewelacyjny portret "w naturalnym środowisku" :) no i rzadko ostatnimi czasy o prawidłowe użycie szerokiego kąta w portrecie.
ja-nusz => bo dla naukowaca nie jest ważny on sam, lecz to, nad czym pracuje... :{)
Janusz, teoretycznie masz rację, ale to wtedy musiałbym przeformułować koncepcję wszystkich tych prac z pierwiastkiem naukowym, i nagle okazałoby się, że jest 20 portretów i jeden nieportret, chociaż w konwencji. Zachęcam przy okazji żebyś zerknął na inne w tym temacie, być może wtedy dasz mi dyspensę na pierwszeństwo nazwiska przed zagadnieniem :)
to jest element znacznie większej całości portretów naukowych, osadzonych mocno w realiach zagadnień, którymi poszczególne osoby zajmują się w swojej pracy. Jednak będę się upierać, że to jest portret :)
fajne
magisterskie ujęcie :{))
tytuł powinien być "grafen", a opis "mgr Izabela Kamińska" mz.....:) , kadr bardzo fajny.
No fajny pomysł, ale ostrość nie na ten element (jak na portret - patrz tytuł i rodzaj zdjęcia)
git!