ساخت کوچکترین شبکه نانومقیاس جهان

محققان مؤسسه فناوری کارلسروهه آلمان یک شبکه کوچک ساخته‌اند که به ادعای آن‌ها کوچکترین شبکه جهان است.

این شبکه سه‌بعدی که با پایه‌ها و بند‌هایی با طول کمتر از 10 میکرومتر و قطر کمتر از 200 نانومتر ساخته شده، کمتر از 10 میکرومتر اما دارای استحکام بیشتری نسبت به اکثر جامدات است.

این شبکه از کربن شیشه‌ای ساخته شده که نوعی کربن خالص با خواص شیشه و سرامیک و همچنین خواص گرافیت است.

تولید این شبکه با یک فرآیند لیتوگرافی سه‌بعدی موجود آغاز شد که سازه طی آن در یک لاک نوری توسط لیزرهای کنترل شده رایانه‌ای، سفت می‌شود. این فرآیند محدود به تولید پایه‌هایی با طول پنج تا 10 میکرومتر و قطر تا یک میکرومتر است؛ از این رو محققان این شبکه را از طریق تجزیه حرارتی منجمد و بیشتر منقبض کردند.

به ادعای محققان، این نخستین بار است که از این روش برای ساخت شبکه‌های میکروساختار استفاده می‌شود.

تجزیه حرارتی شامل مواجه کردن ماده با دماهای بسیار بالا در غیاب اکسیژن است. در این حالت، شبکه در فضای خلأ و در معرض دمای حدود 900 درجه سانتیگراد قرار می‌گیرد که باعث می‌شود، پیوندهای شیمیایی جهت خود را تغییر داده و همه عناصر بجز کربن از شبکه زدوده شوند. این امر باعث می‌شود کربن بی‌نظم به شکل کربن شیشه‌ای، ساختار شبکه‌ای منقبض را تشکیل دهد.

محققان در آزمایشات بعدی دریافتند که این شبکه از ویژگی قابل توجه ثبات در فشار بالا برخوردار است. آن‌ها بر این باورند که چنین میکروشبکه‌هایی می‌توانند بطور بالقوه‌ای به عنوان الکترودها، فیلترهای صنایع شیمیایی یا اجزای نوری در مخابرات کاربرد داشته باشند.

این تحقیق در مجله Nature Materials منتشر شده است.