กราฟีนสองชั้น: สารตัวนำยิ่งยวดที่ไร้ความต้านทานไฟฟ้า
#ChevronEnjoyScience #KenanAsia
(ภาพโดย ศิริญพร เจตบรรจง)
ย้อนเวลากลับไป เมื่อ 9 ปีก่อน รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ปี ค.ศ. 2010 เป็นของสองนักฟิสิกส์เชื้อชาติรัสเซีย อังเดร ไกม์ (Andre Geim) และ คอนสแตนติน โนโวเซลอฟ (Konstantin Novoselov) ผู้สามารถสังเคราะห์สร้างกราฟีน (Graphene) ได้สำเร็จ ซึ่งกราฟีนคืออะตอมของธาตุคาร์บอนที่เรียงต่อกันด้วยความหนาเพียงชั้นเดียว มันจึงเป็นวัสดุที่บางสุดๆ
ไส้ดินสอดำที่เราใช้ขีดเขียนกันตั้งแต่เด็กนั้นทำมาจากแร่แกรไฟต์ (Graphite) เป็นหลัก แร่นี้ประกอบไปด้วยอะตอมของคาร์บอนเรียงซ้อนกันเป็นชั้นๆ ซึ่งแต่ละชั้นก็คือ กราฟีน นั่นเอง
ก่อนหน้าจะมีการสังเคราะห์กราฟีนได้เป็นครั้งแรกโดยสองนักฟิสิกส์รางวัลโนเบล นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากไม่สามารถสังเคราะห์มันได้ และบางคนถึงขั้นเชื่อว่ามนุษย์เราไม่สามารถสังเคราะห์กราฟีนได้ด้วยซ้ำ
ทำไมกราฟีนจึงสำคัญจนส่งผลให้นักฟิสิกส์ทั้งสองได้รางวัลโนเบล?
ส่วนหนึ่งเป็นเพราะหลังจากสังเคราะห์กราฟีนได้ นักฟิสิกส์ทีมอื่นๆทำการทดลองจนพบว่ากราฟีนนั้นมีคุณสมบัติน่าทึ่งมากมายจนนักวิทยาศาสตร์จำนวนมากเชื่อว่ามันเป็นวัสดุแห่งอนาคต
ปัจจุบัน มีงานวิจัยแขนงหนึ่งที่หลายคนอาจไม่ค่อยรู้จักเพราะมันยังใหม่มากๆนั่นคือ Twistronics ซึ่งเป็นงานวิจัยที่ผสมผสานระหว่างวัสดุศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ และฟิสิกส์ โดยจะมุ่งศึกษาคุณสมบัติทางไฟฟ้าของวัสดุบางเฉียบที่ซ้อนกันสองแผ่นแล้วนำมาบิดที่มุมต่างๆ
หนึ่งในผู้บุกเบิกงานวิจัยด้านนี้คือ Allan MacDonald นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีชาวอเมริกัน ผู้ใช้ทฤษฎีควอนตัมและแบบจำลองคอมพิวเตอร์มาศึกษาระบบสองมิติ ร่วมกับนักวิจัยในทีม โดยในปี ค.ศ. 2011 เขาได้สร้างแบบจำลองเพื่อทำนายว่ากราฟีนสองชั้นที่ทำมุม 1.1 องศาจะมีสภาพนำไฟฟ้ายิ่งยวด (superconductivity) ที่ไฟฟ้าสามารถผ่านได้โดยไม่มีความต้านทานเลย !
การทดลองเพื่อทดสอบการคำนวณของเขาไม่ใช่เรื่องง่าย
- 8
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
