211service.com
De verbazingwekkende fysica van het spinnen van grafeen
Grafeen is een van de meer bijzondere materialen die de afgelopen jaren zijn ontdekt. Deze carbon kippengaas heeft eigenschappen die hem tot een superheld in de materialenwereld maken. Het is een uitstekende thermische en elektrische geleider, het heeft een hoog smeltpunt en het is sterker dan bijna elke andere bekende stof.
En toch is het meten van deze eigenschappen lastig omdat grafeenvlokken onvermijdelijk op een soort substraat moeten blijven zitten en dit interfereert met de resultaten.
Wat te doen? Nu pleit Bruce Kane van de Universiteit van Maryland voor het ophangen van geladen vlokken grafeen in een ionenval met elektrisch veld. Daardoor kan het grafeen in een vacuüm zitten terwijl het wordt gepord en gepord op welke manier natuurkundigen ook kunnen bedenken en zonder het storende effect van welk substraat dan ook.
Kane heeft deze prestatie zelfs bereikt door in vloeistof gesuspendeerde vlokken in een quadropool elektrisch veldvacuüm te injecteren.
Door gepolariseerd licht op de vlokken te laten schijnen, kan hij ze laten draaien en nauwkeurig hun rotatiesnelheid meten.
Dit suggereert een aantal interessante experimenten. Kane zegt dat het snel genoeg draaien van de vlokken de sterkte van de vlokken zou testen, aangezien middelpuntvliedende krachten ze uit elkaar scheuren. Dat vereist rotatiesnelheden gemeten in GHz, veel sneller dan de MHz-snelheden die hij tot nu toe heeft kunnen meten.
Het moet ook mogelijk zijn om de chemische en fysische eigenschappen van een vlok te meten bij hoge temperatuur. Deze metingen zijn moeilijk wanneer de vlok op een oppervlak rust met andere eigenschappen. Er is heel weinig bekend over het smelten van grafeen of hoe defecten zich zullen gedragen bij hoge temperaturen, benadrukt Kane.
Een andere mogelijkheid is om de vlokken af te koelen tot hun mechanische grondtoestand en ze te gebruiken als draaiende qubits.
Dat zal interessant zijn. Is er iets dat dit wondermateriaal niet kan?
Referentie: arxiv.org/abs/1006.3774 : Zwevend spinnend grafeen