reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
© Pixabay Nauka | 13 lutego 2017

Polscy naukowcy wzięli pod lupę ewentualnego następcę grafenu

Fosforen jest giętki jak grafen. Ma nawet bardzo podobną strukturę. Jednak w przeciwieństwie do słynnego grafenu jest naturalnym półprzewodnikiem, a ta właściwość niesie za sobą wiele zalet.
Dr hab. inż. Robert Bogdanowicz z Wydziału Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki PG pokieruje zespołem, który sprawdzi jak fosforen – jako materiał elektroniczny – współpracuje z materiałami organicznymi. Na ten cel badacze mogą przeznaczyć blisko 1,5 mln zł (program SONATA BIS, panel ST7).

– To materiał dwuwymiarowy w stu procentach składający się z fosforu. Podobnie jak w grafenie siatka ma układ sześciokątny, lecz jest nieco bardziej pofałdowana ze względu na wiązania. Wiązania fosforenu można porównać do zazębiających się literek „w”. Takich warstw może być nieskończenie wiele. Jednak w zależności od liczby warstw, jakie ułożymy na sobie zmienia się przerwa energetyczna tego materiału – opowiada dr hab. inż. Robert Bogdanowicz, adiunkt w Katedrze Metrologii i Optoelektroniki.

Fakt, że fosforen posiada naturalną przerwę energetyczną bardzo cieszy i interesuje elektroników nowej generacji. Z tego powodu materiał ten może być przydatny m.in. do wytwarzania cienkich, a przy tym elastycznych układów elektronicznych, które mogą być łatwiej chłodzone niż obecne, wykonywane z krzemu. Pierwsze na świecie takie eksperymentalne układy już powstały.

– Dzięki przerwie energetycznej fosforen można łatwo przełączać między izolatorem a przewodzeniem. Mimo to materiał zostaje wciąż na tyle płaski, aby ograniczyć rozpływ elektronów. Ładunek płynie szybko, co prowadzi do stosunkowo wysokiej mobilności, która jest niezwykle ważna w zastosowaniach elektronicznych – wyjaśnia kierownik projektu.

Dr Bogdanowicz zaznacza, że pierwsze doniesienia na temat czarnego fosforu (z którego można wyizolować warstewkę fosforenu) pochodzą z lat 60. Do badań nad tym materiałem naukowcy powrócili jednak dopiero w 2014 r. Wówczas grupy badawcze ze Stanów Zjednoczonych i Chin poinformowały, że pracują nad obiecującym fosforenem. Na kanwie tych doniesień naukowcy PG również postanowili rozpocząć badania dotyczące tegoż materiału. – Fosforen zmienia swoje cechy w zależności od tego co go otacza. Na tej właściwości skupimy się w naszych badaniach – mówi dr Bogdanowicz.

W projekt zatytułowany: „Dwuwymiarowe nanostruktury fosforenowe – synteza i badania funkcjonalnych optoelektrochemicznych układów biosensorycznych” obok naukowców z PG zaangażowani są biotechnolodzy z Uniwersytetu Gdańskiego.

Jakie obawy ma zespół? Jedynie technologiczne. Kilkuwarstwowy fosforen otrzymuje się przez mechaniczną eksfoliację (np. za pomocą taśmy klejącej) z kryształu czarnego fosforu. Jest on niezwykle wrażliwy na środowisko zewnętrzne. W ciągu godziny od ekspozycji zachodzi nieodwracalna modyfikacja materiału, poprzedzona zmianami właściwości elektrycznych i fizykochemicznych. Fosforen musi być zatem używany i badany w próżni lub skutecznie zamknięty. Dlatego właśnie autorzy projektu proponują zastosowanie nanodiamentowych folii wytwarzanych w laboratorium WETI do jednoczesnej selektywnej hermetyzacji fosforenu, jak i przekazywania sygnału elektrycznego.

Naukowcy chcieliby zastosować te zjawiska do celów wykrywania zmian w otoczeniu fosforenu. Głównym celem badań jest ocena różnych metod syntezy fosforenu i przeprowadzenia szczegółowych studiów nad jego parametrami elektronicznymi w różnych środowiskach biologicznych. – Można sobie wyobrazić, co jest oczywiście pieśnią przyszłości, że fosforen będzie mógł być stosowany w układach nanoszonych na skórę lub implantowanych biosensorach, które monitorują nawet najbardziej intymne procesy biologiczne lub w interakcji z układem nerwowym człowieka, takich jak rozciągliwa elektronika lub bioelektronika – mówi dr Robert Bogdanowicz. – Dlatego nasz projekt nastawiony jest na zbadanie interakcji zachodzących pomiędzy fosforenem, który jest biokompatybilnym materiałem elektronicznym, a różnymi układami białkowymi, głównie ludzkimi.

Realizacja projektu zakończy się za 4 lata.

Źródło: Politechnika Gdańska

Komentarze

Zauważ proszę, że komentarze krytyczne są jak najbardziej pożądane, zachęcamy do ich zamieszczania i dalszej dyskusji. Jednak komentarze obraźliwe, rasistowskie czy homofobiczne nie są przez nas akceptowane. Tego typu komentarze będą przez nas usuwane.
reklama
reklama
reklama
reklama
Załaduj więcej newsów
November 14 2017 20:30 V8.8.9-1