Vánoční stromky z grafenu. Kredit: Jie Ji.

Materiáloví vědci mají pozoruhodnou zálibu vytvářet k rozličným svátkům či výročím předměty s extrémními vlastnostmi. Přesně v tomto duchu tým dánské techniky Danmarks Tekniske Universitet (DTU) vytvořil nejtenčí vánoční stromky na světě. Zasvěcené nejspíš nepřekvapí, že tento stromek, přesto že není nijak mikroskopický a měří 14 centimetrů, je vyrobený z grafenu, což znamená, že jeho tloušťka je jeden jediný atom.

Peter Bøggild.

Kredit: DTU.

O grafenu jsme již slyšeli spoustu věcí. Má úžasné vlastnosti, je slibný v mnoha směrech a už se konečně začínají objevovat jeho praktické aplikace. Může se uplatnit v bateriích, elektronice nebo třeba ve stavebních materiálech. Jeho použití ale stále omezují komplikace, především pokud jde o produkci kvalitního grafenu v komerčním měřítku. Právě to bylo motivací, která poháněla vznik grafenových vánočních stromků.

Peter Bøggild a jeho spolupracovníci vyrobili 14centimetrové stromky, jejichž tloušťka je pouhá jedna třetina nanometru. Byly vykrojeny z 10metrové role grafenu, kterou badatelé získali „napěstováním“ grafenu na opětovně použitelné měděné folii. Hotový grafen přenesli z měděné folie na levný polymerový film, který slouží pro další zpracování grafenu či pro jeho uskladnění.

Zařízení pro výstupní kontrolu grafenu terahertzovým zářením. Kredit: Abhay Shivayogimath & Jie Ji.

Tento postup není úplně nový a již se používá k výrobě grafenu. Stále je ale obtížné ověřovat, zda přenos grafenu z mědi na polymer nevedl ke ztrátě vlastností grafenu. Bøggildův tým tento problém řešil s využitím populárního terahertzového záření. Když přenesli grafen z mědi na polymer, vystavili ho terahertzovému záření. Následně zjišťovali, jak grafen terahertzového záření absorboval. Schopnost grafenu absorbovat takové záření těsně souvisí s jeho elektrickou vodivostí a tento postup ověří kvalitu zpracovaného grafenu.

Jak se nechal slyšet Bøggild, grafenové nejtenčí vánoční stromky jsou samozřejmě pro zábavu. Za ní se ale skrývá významný průlom, který spočívá právě ve zmíněném ověření kvality grafenu při výrobě stromků. Výstupní kontrola tohoto typu je nezbytná pro průmyslové aplikace grafenu v komerčním měřítku, například pokud jde o výrobu elektronických obvodů s grafenem.

Video: DTU R2R Transfer and THz mapping demo 1 (Graphene Flagship)

Literatura

New Atlas 24. 12. 2021.