Rez@ee
4th October 2011, 03:39 PM
http://images.iop.org/objects/phw/news/thumb/15/9/23/graphene-bubble.jpg
حباب‌های متورم با کربن
حباب کوچکی از گرافین می تواند، یک عدسی اپتیکی با فاصله کانونی قابل‌تنظیم بسازد. این ادعای فیزیکدانان در انگلستان است که نشان داده اند، انحنای چنین حباب‌هایی می تواند با اعمال ولتاژ خارجی کنترل شود. ابزارهای ساخته‌شده بر مبنای این کشف می توانند در سامانه‌هایی با کانون تطبیقی استفاده گردد تا نحوه کار چشم انسان را شبیه‌سازی کنند.
گرافین لایه‌ای از کربن است که تنها یک اتم ضخامت دارد و ویژگی‌های بی مانند مکانیکی و الکترونیکی را داراست. بسیار کشسان است و می تواند تا 20% کشیده شود؛ یعنی با تورم آن میتواند حباب‌هایی با شکل های متفاوت را تولید کند. این امر در کنار اینکه گرافین ضمن اینکه برای نور شفاف است برای اکثر مایعات و گازها ناتراوا است، باعث می‌شود ماده‌ای ایده‌آل برای ساخت عدسی‌های کانونی تطبیقی باشد.
چنین عدسی‌هایی در دوربین های گوشی‌های تلفن همراه، وب‌کم‌ها و عینک‌های خود فوکوس به کار می‌روند و معمولا از بلورهای مایع یا سیالات شفاف ساخته می‌شود. اگرچه جنین ابزارهایی به‌خوبی کار می‌کنند، ساخت آن‌ها نسبتا دشوار و گران است. در اصل، اپتیک تطبیقی بر پایه گرافین، میتواند با استفاده از روش‌های بسیار ساده تری نسبت به ابزارهای موجود، ساخته شود. همچنین، اگر فرایندهای تولید ابزارهای گرافینی در مقیاس صنعتی میسر شود، می‌توان آن‌ها را ارزان‌تر تولید کرد.
حباب‌های بسیار کوچک
اکنون آندری گیم(Andre Geim) و کونستانتین نووسلوف(Konstantin Novoselov) – که جایزه نوبل فیزیک 2010(1389 ه.ش) را به خاطر کشف گرافین با یکدیگر تقسیم کردند- ابزارهای بسیار کوچکی ساخته‌اند که نشان می‌دهد چگونه گرافین می تواند در سامانه‌های اپتیک تطبیقی استفاده گردد. آن‌ها به همراه همکارانشان در دانشگاه منچستر، در ابتدا پوسته‌ی بزرگی از گرافین را روی زیرلایه های اکسید سیلیکون تخت قرار دادند. سپس هوایی از زیر دمیده می شود که نمیتواند از گردافین فرار کند و حبابی از ماده به طور طبیعی شکل می گیرد. حباب ها به شدت پایدار است و اندازه قطرشان از چند ده نانومتر تا ده ها میکرومتر است.
برای نشان‌دادن این که حباب‌ها می‌توانند به عنوان عدسی کانونی تطبیقی کار کنند، این تیم ابزارهایی ساخت که حاوی الکترودهای تیتانیوم/طلا متصل به حباب‌ها در آرایشی شبیه ترانزیستور بودند. به این طریق، پژوهشگران قادر بودند تا ولتاژ ورودی را به چینش وارد کنند. در حالی که ولتاژ ورودی از 35- تا 35+ ولت تغییر میکند، آن ها عکس‌های ساختار را از طریق میکروسکوپ نوری تهیه کردند. همان‌طور که انتظار می‌رود، همین‌طور که ولتاژ تغییر می‌کرد، آن‌ها حباب‌هایی دیدند که از حالت به‌شدت خمیده به حالت تخت‌تر بروند.
در واقع پژوهشگران می‌گویند، عدسی‌ها در حالی کار می‌کردند که حباب‌های گرافین با مایعی با ضریب بازتاب بالا پر شده یا حباب‌ها با لایه تختی از این مایع پوشانده شده بودند.
در مرحله بعد چه؟ نووسلوف می گوید: «ما نشان داده‌ایم که کنترل خمش این حباب‌ها کار ساده‌ای است. ما اکنون به دنبال آزمایش‌های دیگری هستیم که تغییر شکل‌های پیچیده تری در گرافین ایجاد کند.»
این نتایج در نشریه Applied Physics Letters 99 093103 منتشر شده است.
منبع:
Graphene bubbles could make better lenses; September 19,2011;
http://physicsworld.com/cws/article/news/47250
/psi
حباب‌های متورم با کربن
حباب کوچکی از گرافین می تواند، یک عدسی اپتیکی با فاصله کانونی قابل‌تنظیم بسازد. این ادعای فیزیکدانان در انگلستان است که نشان داده اند، انحنای چنین حباب‌هایی می تواند با اعمال ولتاژ خارجی کنترل شود. ابزارهای ساخته‌شده بر مبنای این کشف می توانند در سامانه‌هایی با کانون تطبیقی استفاده گردد تا نحوه کار چشم انسان را شبیه‌سازی کنند.
گرافین لایه‌ای از کربن است که تنها یک اتم ضخامت دارد و ویژگی‌های بی مانند مکانیکی و الکترونیکی را داراست. بسیار کشسان است و می تواند تا 20% کشیده شود؛ یعنی با تورم آن میتواند حباب‌هایی با شکل های متفاوت را تولید کند. این امر در کنار اینکه گرافین ضمن اینکه برای نور شفاف است برای اکثر مایعات و گازها ناتراوا است، باعث می‌شود ماده‌ای ایده‌آل برای ساخت عدسی‌های کانونی تطبیقی باشد.
چنین عدسی‌هایی در دوربین های گوشی‌های تلفن همراه، وب‌کم‌ها و عینک‌های خود فوکوس به کار می‌روند و معمولا از بلورهای مایع یا سیالات شفاف ساخته می‌شود. اگرچه جنین ابزارهایی به‌خوبی کار می‌کنند، ساخت آن‌ها نسبتا دشوار و گران است. در اصل، اپتیک تطبیقی بر پایه گرافین، میتواند با استفاده از روش‌های بسیار ساده تری نسبت به ابزارهای موجود، ساخته شود. همچنین، اگر فرایندهای تولید ابزارهای گرافینی در مقیاس صنعتی میسر شود، می‌توان آن‌ها را ارزان‌تر تولید کرد.
حباب‌های بسیار کوچک
اکنون آندری گیم(Andre Geim) و کونستانتین نووسلوف(Konstantin Novoselov) – که جایزه نوبل فیزیک 2010(1389 ه.ش) را به خاطر کشف گرافین با یکدیگر تقسیم کردند- ابزارهای بسیار کوچکی ساخته‌اند که نشان می‌دهد چگونه گرافین می تواند در سامانه‌های اپتیک تطبیقی استفاده گردد. آن‌ها به همراه همکارانشان در دانشگاه منچستر، در ابتدا پوسته‌ی بزرگی از گرافین را روی زیرلایه های اکسید سیلیکون تخت قرار دادند. سپس هوایی از زیر دمیده می شود که نمیتواند از گردافین فرار کند و حبابی از ماده به طور طبیعی شکل می گیرد. حباب ها به شدت پایدار است و اندازه قطرشان از چند ده نانومتر تا ده ها میکرومتر است.
برای نشان‌دادن این که حباب‌ها می‌توانند به عنوان عدسی کانونی تطبیقی کار کنند، این تیم ابزارهایی ساخت که حاوی الکترودهای تیتانیوم/طلا متصل به حباب‌ها در آرایشی شبیه ترانزیستور بودند. به این طریق، پژوهشگران قادر بودند تا ولتاژ ورودی را به چینش وارد کنند. در حالی که ولتاژ ورودی از 35- تا 35+ ولت تغییر میکند، آن ها عکس‌های ساختار را از طریق میکروسکوپ نوری تهیه کردند. همان‌طور که انتظار می‌رود، همین‌طور که ولتاژ تغییر می‌کرد، آن‌ها حباب‌هایی دیدند که از حالت به‌شدت خمیده به حالت تخت‌تر بروند.
در واقع پژوهشگران می‌گویند، عدسی‌ها در حالی کار می‌کردند که حباب‌های گرافین با مایعی با ضریب بازتاب بالا پر شده یا حباب‌ها با لایه تختی از این مایع پوشانده شده بودند.
در مرحله بعد چه؟ نووسلوف می گوید: «ما نشان داده‌ایم که کنترل خمش این حباب‌ها کار ساده‌ای است. ما اکنون به دنبال آزمایش‌های دیگری هستیم که تغییر شکل‌های پیچیده تری در گرافین ایجاد کند.»
این نتایج در نشریه Applied Physics Letters 99 093103 منتشر شده است.
منبع:
Graphene bubbles could make better lenses; September 19,2011;
http://physicsworld.com/cws/article/news/47250
/psi