يكشف بحث جديد كيف يمكن استخدام الضوء للتحكم في الخصائص الإلكترونية للجرافين - البحث الذي يمهد الطريق لتطوير الأجهزة الإلكترونية الضوئية القائمة على الجرافين وأجهزة الاستشعار شديدة الحساسية.
مُنحت جائزة نوبل في الفيزياء لهذا العام للبحث في مادة الجرافين، اعترافًا بإمكانية استخدامها في مجموعة متنوعة من التطبيقات في الحياة اليومية، بدءًا من المكونات الإلكترونية السريعة للغاية وحتى تقنيات شاشات اللمس. قام باحثون من مختبر الفيزياء الوطني في المملكة المتحدة، بالتعاون مع فريق دولي من العلماء، بتوسيع فهمنا للجرافين حيث أظهروا أنه عندما يتم دمج هذه المادة غير العادية مع بوليمرات خاصة، يمكن التحكم في خصائصها الإلكترونية بدقة عن طريق الضوء، وهذا يمكن استغلالها لتطوير جيل جديد من الأجهزة الكهروضوئية. تتمكن البوليمرات من الحفاظ على الضوء وبفضل ذلك يحتفظ جهاز الجرافين بخصائصه المتكيفة حتى يتم مسح "ذاكرة" البوليمر عن طريق التسخين.
تُستخدم بالفعل رقائق الجرافين الباعثة للضوء اليوم في تجارب دقيقة للغاية لقياس المقاومة الإلكترونية.
في المستقبل، يمكن استخدام بوليمرات مماثلة لاستيعاب و"ترجمة" المعلومات بشكل فعال من بيئتها والتأثير على سلوك الجرافين نفسه. وسيكون من الممكن الاستفادة من هذه القدرة في تطوير أجهزة استشعار موثوقة ومستقرة للكشف عن الدخان والغازات السامة وجزيئات أي مادة أخرى مرغوبة.
الجرافين مادة غير عادية ثنائية الأبعاد تتكون من طبقة ذرية واحدة من ذرات الكربون. وهذه هي أنحف مادة معروفة في العالم، وفي الوقت نفسه هي الأقوى التي تم العثور عليها حتى الآن.
لا يحتوي الجرافين على حجم - فهو سطح ثنائي الأبعاد - وبالتالي فإن هيكله بأكمله معرض للبيئة، وهي ميزة تسمح له بالتفاعل مع أي جزيء يضربه. يعد الجرافين مادة رائعة للغاية في مجال أجهزة الاستشعار الفعالة القادرة على اكتشاف جزيئات الغازات السامة الفردية. تسمح البوليمرات للجرافين بالتفاعل مع جزيئات معينة وتجاهل الأنواع الأخرى في نفس الوقت، مما يمنع أيضًا تلوث المادة.
