Logo Zephyrnet

Nghe graphene mang lại manh mối về cấu trúc của nó

Ngày:

Khi các nhà khoa học tạo ra graphene bằng cách đốt nóng vật liệu tiền thân bằng tia laser, họ thường phân tích hình thức và chất lượng của thành phẩm bằng cách sử dụng các kỹ thuật như quang phổ Raman hoặc kính hiển vi điện tử. Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Rice ở Mỹ hiện đã đưa ra một giải pháp thay thế hoàn toàn mới: lắng nghe âm thanh được tạo ra khi graphene cảm ứng bằng laser này phát triển.

Kỹ thuật mới nảy sinh khi hai sinh viên trong James tham quanPhòng thí nghiệm của Rice, John Li và Victor Li, đã có ý tưởng gắn một chiếc micrô trị giá 31 đô la vào đầu viết laser. Sau khi ghi lại những âm thanh mà graphene tạo ra khi nó lớn lên, cặp đôi này, là anh em và chỉ mới 19 và 17 tuổi vào thời điểm đó, đã chuyển đổi những âm thanh này thành quang phổ và sử dụng một kỹ thuật xử lý tín hiệu đơn giản được gọi là biến đổi Fourier nhanh để biến các mô hình. thành các tín hiệu có thể giải thích được. Nhờ kỹ thuật này, các thành viên của nhóm đã có thể phân tích các đặc tính của graphene cảm ứng bằng tia laser của họ trong thời gian thực - một lợi thế đáng kể so với các phương pháp thông thường.

Các tấm graphene được kết nối với nhau

Graphene là một dạng carbon hai chiều chỉ dày một nguyên tử. Trong phương pháp phát triển nó bằng tia laser, các lớp graphene liên kết với nhau hình thành khi tia laser làm nóng bề mặt của một màng polyme mỏng đến 2500 ° C. Nhiệt độ cao làm cho các thành phần khác của polyme hóa hơi, chỉ để lại các nguyên tử cacbon. Được phát triển vào năm 2014 bởi Tour và các đồng nghiệp tại Rice, phương pháp này cũng có thể được sử dụng để tạo ra graphene từ các tiền chất khác, bao gồm cả thực phẩm.

googletag.cmd.push (function () {googletag.display ('div-gpt-ad-3759129-1');});

Thông thường, các nhà nghiên cứu đánh giá chất lượng và hình thái của loại graphene này bằng cách thực hiện quang phổ Raman và kính hiển vi điện tử trên nó sau khi quá trình tổng hợp hoàn tất. Tuy nhiên, các phép đo này có thông lượng thấp và chúng không thể được sử dụng để phân tích vật liệu trong thời gian thực. Họ cũng chỉ cung cấp thông tin về diện tích tương đối nhỏ của graphene cảm ứng laser mà họ lấy mẫu, có nghĩa là một số sản phẩm có thể thoát khỏi sự phát hiện.

Các âm thanh khác nhau từ các quá trình khác nhau

Mặt khác, kỹ thuật dựa trên âm thanh mới mang lại đánh giá chất lượng theo thời gian thực của toàn bộ bề mặt graphene. Để kiểm tra nó, các nhà nghiên cứu Rice đã tạo ra graphene cảm ứng bằng laser bằng cách vẽ một màng polyimide công nghiệp với CO 10.6 micron thương mại.2 tia laze. Ngoài việc ghi lại âm thanh, họ cũng sử dụng một camera để quan sát sự hình thành của graphene do tia laze tạo ra, có liên quan đến sự đen đi có thể nhìn thấy của bề mặt được chuyển đổi.

John Li, người hiện là nghiên cứu sinh tại Đại học Stanford (anh trai của anh, Victor, hiện đang là sinh viên tại Viện Công nghệ Massachusetts), giải thích. Ông nói: “Những âm thanh mà graphene phát ra“ cung cấp thông tin về sự giãn ra của năng lượng đầu vào khi tia laser chiếu vào mẫu và bị hấp thụ, truyền đi, phân tán, phản xạ hoặc chỉ nói chung được chuyển đổi thành các dạng năng lượng khác nhau ”. Ông cho biết thêm, sự biến đổi của các tín hiệu này trong quá trình tổng hợp cho thấy rằng các sản phẩm khác nhau đang được hình thành.

Kỹ thuật phân tích âm thanh mang lại cho các nhà nghiên cứu khả năng kiểm soát chất lượng của graphene khi nó hình thành tốt hơn nhiều. Các thành viên của nhóm Rice nói rằng một phương pháp tương tự có thể được áp dụng cho các quy trình sản xuất khác, bao gồm phun plasma và làm sạch, thiêu kết, nghiền bi, kỹ thuật pha và biến dạng, lắng đọng hơi hóa chất, đốt cháy, ủ, làm nguội, cắt laser và phương pháp sưởi ấm bằng đèn flash Joule cũng được phát triển bởi nhóm của Tour.

Nhóm báo cáo công việc của mình trong Vật liệu chức năng nâng cao, bây giờ có kế hoạch khám phá các cách mở rộng kỹ thuật phân tích âm thanh cho một số quá trình này. “Chúng tôi cũng hy vọng sẽ phát triển các thuật toán mới để phân tích âm thanh và kết hợp thông tin thu được từ âm thanh với các kỹ thuật khác cung cấp tín hiệu bổ sung,” John Li nói Thế giới vật lý.

Các bài viết Nghe graphene mang lại manh mối về cấu trúc của nó xuất hiện đầu tiên trên Thế giới vật lý.

tại chỗ_img

Tin tức mới nhất

tại chỗ_img