Yeni Bir Karbon Formu
Fotoğraf: Yeni karbon ağının yapısı şekildeki gibidir. Üst kısım, kareler, altıgenler ve sekizgenler oluşturan karbon atomlarının bağlantısını şematik olarak gösterir. Alt kısım ise yüksek çözünürlüklü mikroskopi ile elde edilen ağın bir görüntüsüdür.
Karbon çeşitli şekillerde bulunur. Elmas ve grafite ek olarak, şaşırtıcı özelliklere sahip yeni keşfedilen formları da vardır.Örneğin, yalnızca bir atomik katman kalınlığında olan grafen, bilinen en ince malzemedir ve sıradışı özellikleri, onu geleceğin elektronik ve yüksek teknoloji mühendisliği gibi uygulamalar için son derece heyecan verici bir aday haline getirmektedir. Grafende her bir karbon atomu, petek ağ şeklinde düzenlenmiş altıgenler oluşturan üç komşuya bağlıdır. Teorik çalışmalar, karbon atomlarının üç komşuya bağlı haldeyken diğer düz ağ modellerinin de düzenlenebileceğini göstermiştir, ancak bu öngörülen ağların hiçbiri şimdiye kadar gerçekleştirilmemiştir.
Almanya’daki Marburg Üniversitesi ve Finlandiya’daki Aalto Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, atomik olarak grafen gibi ince olan, ancak düzenli bir kafes oluşturan kareler, altıgenler ve sekizgenlerden oluşan yeni bir karbon ağı keşfettiler.Yüksek çözünürlüklü tarama probu mikroskobu kullanarak ağın benzersiz yapısını doğruladılar ve ilginç bir şekilde elektronik özelliklerinin grafeninkinden çok farklı olduğunu farkettiler.
Grafen ve diğer karbon formlarının aksine, yeni Bifenilen ağı (yeni malzemenin adı) metalik özelliklere sahiptir. Ağın yalnızca 21 atom genişliğindeki dar şeritleri zaten bir metal gibi davranırken, grafen bu boyutta bir yarı iletkendir. Bu fikri geliştiren ekibin yöneticisi Marburg Üniversitesi profesörü Michael Gottfried “Bu şeritler, gelecekteki karbon bazlı elektronik cihazlarda iletken teller olarak kullanılabilir.” dedi. Ayrıca çalışmanın baş yazarı, Marburg’dan Qitang Fan “Bu yeni karbon ağı, mevcut grafen bazlı malzemelere kıyasla daha büyük bir lityum depolama kapasitesi ile lityum iyon pillerde üstün bir anot malzemesi olarak da hizmet edebilir.”diye ekledi.
Aalto Üniversitesi’ndeki ekip, malzemenin görüntülenmesine ve özelliklerinin çözülmesine yardımcı oldu. Profesör Peter Liljeroth’un grubu, malzemenin yapısını gösteren yüksek çözünürlüklü mikroskopiyi gerçekleştirirken, Profesör Adam Foster liderliğindeki araştırmacılar, malzemenin heyecan verici elektriksel özelliklerini anlamak için bilgisayar simülasyonları ve analizi kullandılar.
Yeni malzeme, son derece pürüzsüz bir altın yüzey üzerinde karbon içeren moleküllerin bir araya getirilmesiyle yapılmıştır. Bu moleküller önce birbirine bağlı altıgenlerden oluşan zincirler oluşturur ve daha sonraki bir reaksiyon bu zincirleri kareler ve sekizgenler oluşturmak üzere birbirine bağlar. Zincirlerin önemli bir özelliği de kiral olmalarıdır, yani sol ve sağ eller gibi iki aynalı tipte bulunurlar. Sadece altın yüzeyde aynı tipteki zincirler birleşerek iyi birer sıralı montajlar oluştururlar. Bu, yeni karbon malzemenin oluşumu için kritik öneme sahiptir, çünkü iki farklı zincir tipi arasındaki reaksiyon sadece grafene oluşumuna yol açar. Linghao Yan, ” Yeni fikir, grafen yerine bifenilen elde etmek için ayarlanan moleküler öncülleri kullanmaktır “diye açıkladı.
Şimdilik ,ekipler uygulama potansiyelinin daha fazla keşfedilebilmesi için daha büyük malzeme tabakaları üretmek için çalışıyor. Bununla birlikte, Profesör Liljeroth “Bu yeni sentez yönteminin diğer yeni karbon ağlarının keşfedilmesine yol açacağından eminiz” dedi.
Kaynak: chemeurope.com
