Skriv ut

Det går att skapa defekter i grafenytan som gör att ytan uppför sig mer som en kant. Det har forskare på Linköpings universitet visat. Grafen har olika egenskaper beroende på om man mäter över en plan yta eller över en kant. Framförallt ökar materialets förmåga att lagra elektricitet.

Grafen är ett enda lager kolatomer. Det är ett anisotropiskt material, så egenskaperna kan skilja sig åt beroende på om man mäter över kolatomskiktets plana yta eller över kanten.

På Linköpings universitet skapar forskarna större grafenytor med hjälp av kiselkarbid som bas. När kiselkarbid värms upp till 2 000°C övergår kiselatomer på ytan i gasform, varvid enbart kolatomer blir kvar på ytan.

– Grafen på kiselkarbid går att göra över en större area än andra grafentyper, förklarar Mikael Syväjärvi, förste forskningsingenjör vid universitetet och medgrundare till Graphensic.

Resultatet är kvadratcentimeterstora grafenytor av mycket hög kvalitet som dock reagerar extremt långsamt med omgivningen.

Genom anodisering – en elektrokemisk process som bryter sönder grafenlagret – har forskarna på LiU lyckats skapa defekter i den fina grafenytan.

– Vi mätte egenskaperna hos anodiserat grafen och såg att materialets förmåga att lagra elektricitet blev många gånger högre, säger Mikhail Vagin, som lett forskningen till resultatet, även han förste forskningsingenjör vid universitetet.

Förhoppningen är att forskningen ska leda till att man i framtida industriella processer ska kunna skapa egenskaper exakt var man än önskar på en grafenyta. 

– Om man kan påverka materialets egenskaper på ett kontrollerat sätt kan det exempelvis bli möjligt att skräddarsy ytan för olika funktioner, exempelvis så att den kan fungera som en sensor som har ett eget batteri, förklarar Mikael Syväjärvi.

Framåt finns flera spår att följa upp. Metoden behöver vidareutvecklas för att kunskapen ska kunna tillämpas i större skala.

Ursprunget är ett examensarbete i ett samarbete mellan Linköpingsföretaget Graphensic – som tillverkar och säljer grafen på kiselkarbid – och forskarna vid Linköpings universitet.

Resultatet har just publicerats i form av en artikel, ”Monitoring of epitaxial graphene anodization”, i den ansedda tidskriften Electrochimica Acta.

Artikeln går att ladda ner mot en avgift (länk).

Kategori: Nyheter