پژوهشگران دانشگاه اولستر روش ساده، کم هزينه و زيست سازگاري را براي تبديل ورقه‌هاي گرافيت به مقادير انبوهي از نانوورقه‌هاي گرافن يا نقاط کوانتومي يافتند. اين ساختارها مي‌تواند در فناوري‌هاي نانوالکترونيک و تبديل انرژي مفيد باشد.

يک تيم بين المللي از کشورهاي چين، انگلستان و ايرلند روشي ساده براي ساخت گرافن با کيفيت بالا ارائه کردند. همچنين آنها با اين روش نقاط کوانتمي را در مقياس صنعتي سنتز نمودند. نتايج اين تحقيق در قالب مقاله‌اي تحت عنوان Controllable selective exfoliation of high-quality graphene nanosheets and nanodots by ionic liquid assisted grinding در نشريه Chemical Communications به چاپ رسيده است.

نقاط کوانتومي جزايري از الکترون‌ها هستند که به‌عنوان واحدهاي سازنده براي کنترل جريان الکترون‌ها استفاده مي‌شوند. نقاط کوانتومي گرافني مي‌تواند با برش‌هاي متعدد روي ورقه گرافن و تبديل آن به اجزاء بسيار ريز توليد شوند. پيش از اين تلاش‌هايي براي توليد نقاط کوانتومي با کيفيت بالا از گرافن انجام شده بود اما روش کار بسيار پيچيده و نيازمند ادوات بسياري نيز بوده که در نهايت محصول اندکي توليد مي‌کرد. همچنين روش‌هاي آبي که براي توليد گرافن استفاده مي‌شده مستلزم اعمال اولتراسونيک شديد و محيط اسيدي قوي بوده است که اين کار موجب وارد آمدن آسيب‌هايي به نانوبلورهاي گرافن مي‌شود.

محققان اين پروژه براي حل اين مشکل از ورقه‌هاي ارزان‌قيمت گرافيت استفاده کرده و آنها را با مقداري محلول يوني ترکيب کردند تا حالت ژل مانند ايجاد شود. اعمال محلول يوني موجب مي‌شود تا صفحات گرافيت از هم جدا شده و در نهايت ورقه‌هاي نانومقياس گرافن ايجاد شود. با تغيير زمان آسياب گرافيت درون محلول يوني مي‌توان ابعاد ورقه‌هاي گرافن را تغيير داد. افزايش زمان آسياب موجب مي‌شود تا نقاط کوانتومي گرافني با قطر 10 نانومتر و ضخامت 2 تا 5 نانومتر ايجاد کرد.

مزيت اصلي محصول به‌دست آمده از اين روش نسبت به‌روش‌هاي قبلي در اين است که نقاط کوانتومي و ورقه‌هاي گرافن در اين روش عاري از آلودگي‌هاي حلالي بوده و کمترين غلظت اکسيژن را دارا هستند. نتايج طيف سنجي XRD ثابت مي‌‌کند که گرافن توليد شده داراي همان مقدار اکسيژني است که گرافيت اوليه داشته است. از سوي ديگر اين محصولات عاري از نقص بوده به‌همين دليل براي استفاده در ادوات نانوالکترونيک مناسب است. اين روش بسيار ملايم بوده و بدون نياز به نيروهاي مخرب، لايه‌هاي گرافن را از ورقه گرافيت جدا مي‌کند.

منبع:nano.ir