Grafen a další 2D materiály stokrát jinak. Kouzla s geometrií: otáčení, posouvání a srůstání vrstev, kombinace trojúhelníků s šestiúhelníky. Nové elektrody umožní, při výrobě se uplatňuje 3D tisk. Možností pro experimenty existuje nespočetně.
Supravodivost
Ve vědeckých studiích vztahujících se k elektronice/technologiím v posledním roce opět přibylo výzkumů týkajících se supravodivosti. Logicky se toto téma spojuje i s grafenem, což je také materiál se speciálními vlastnostmi z hlediska chování elektronů.
V německém Helmholtz Association a na Technické univerzity v Chemnitzu experimentují se supravodivostí u grafenu pomocí vůči sobě posunutých/pootočených vrstev. Již dříve se např. podařilo prokázat, že velmi zajímavé vlastnosti mají dvě vrstvy grafenu pootočené vůči sobě o 1,1º.
Viz také: 2D materiály: Ladění výroby a magický úhel
Teoretické úvahy vedly k tomu, že nějaké z těchto uspořádání by mohlo mít blízko k supravodivosti. Problémem samozřejmě je vůbec docílit toho, aby vrstvy byly vůči sobě pootočeny a současně posunuty (respektive neposunuty, kromě pootočení se většinou požaduje, aby ležely přesně na sobě). Vědci nyní přišli s metodou, jak vrstvy grafenu s požadovanou geometrií získávat zahříváním karbidu křemíku. Prozatím se nepředpokládá, že by to stačilo samo o sobě, z teorií ale vyplývá velmi slibná možnost: pokud bychom do dokázali dokázali na přesná místa vložit další atomy (dopanty), všechny potřebné podmínky pro vznik supravodivosti by splněny být mohly.
(Mimochodem, v loňském roce se podařilo připravit několik materiálů supravodivých prakticky při pokojové teplotě. Proč se tyto výzkumy nedostaly na první stránky? Jedná se totiž o sloučeniny dosti exotické, jejichž stabilita pro změnu vyžaduje obří tlaky.)
Twistrony
Výraz „twistron“ ve vědecké rubrice ITBiz již padl, to se týkal jiné moderní modifikace uhlíku – jednalo se o otáčení uhlíkových nanotrubiček.
Viz také: Doba uhlíková: Zlatý metamateriál a twistron
Jak to souvisí s grafenem? Výše zmíněné vrstvy 2D materiálů by totiž na sobě nemusely ležet staticky, ale šlo by jimi vůči sobě dále otáčet a posouvat i za provozu. Tímto způsobem by pak šlo připravit nejen např. supravodivé prvky elektronických obvodů, ale jejich (i jinak výjimečné) vlastnosti navíc přepínat. Vědci v Columbia University právě toto označují za „twistronickou elektroniku“. Prozatím experimentovali hlavně s natáčením grafenu na vrstvě nitridu bóru, tato kombinace umožňuje pak různým zarovnáváním atomů měnit velikost zakázaného pásu (podařilo se ji zvýšit, tj. zvýraznit polovodičový charakter grafenu), ale i mechanické a optické vlastnosti materiálu. Musí ovšem dojít k nějakému „zarovnání“, grafen položený na nitrid boru náhodně se téměř jistě bude chovat jako běžný grafen.
Vzhledem k tomu, kolik známe 2D materiálů a kolika způsoby lze různé vrstvy (není nutno se omezovat na 2) vůči sobě umístit, je zde obrovský prostor pro další zkoumání. Otáčením či posouváním by prvky budoucí elektroniky mohlo jít snadno přepínat i mezi více než dvěma stavy. 2D materiál o více vrstvách působí jako protimluv, ovšem vrstvy jsou k sobě stále vázány jen slabě a nesplývají. Proto s nimi lze ostatně dále manipulovat, aniž bychom celou unikátní strukturu zničili. Elektrony se nicméně za určitých podmínek mohou pohybovat nejen v rámci své původní vrstvy, ale i přeskakovat mezi nimi, respektive se vzájemně ovlivňují i napříč vrstvami.
Elektrody
Vědci z University of California v San Diegu vytvořili z grafenu nový typ elektrody. Přidání nanočástic platiny dále snížilo odpor materiálu, a přitom nezměnilo jeho průhlednost. Podle autorů výzkumu by se takové miniaturní elektrody daly využít např. pro sledování mozkových procesů na úrovni jednotlivých neuronů (díky průhlednosti lze současně s měřením elektrické aktivity vizualizovat mozek pod elektrodami, měření elektrické aktivity je díky nízkému odporu jen minimálně ovlivněno náhodným šumem).
Namísto platiny by šel možná použít i jiný (levnější) kov, rovněž využití příslušných elektrod bude jistě mnohem širší než jen pro zobrazovací techniky.
