Superszybka sieć w zasięgu ręki
Co stanie się, jeśli połączymy grafen z nanostrukturami metalicznymi? Nowe brytyjskie badanie pokazuje ulepszone właściwości zbierania światła przez grafen, które mogą doprowadzić do powstania superszybkiego Internetu. Opublikowane w czasopiśmie Nature Communications badanie było częściowo finansowane ze środków trzech projektów unijnych: RODIN, GRAPHENE i NANOPOTS. Projekt RODIN ("Zawieszone nanostruktury grafenowe") otrzymał dotację 2,85 mln euro z obszaru tematycznego "Nanonauki, nanotechnologie, materiały i nowe technologie produkcyjne" (NMP) siódmego programu ramowego (7PR). Projekty GRAPHENE ("Fizyka i zastosowania grafenu") i NANOPOTS ("Optoelektronika polimerów opartych na nanorurkach") uzyskały granty startowe Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych w wysokości odpowiednio 1,78 mln i 1,8 mln euro. Zespół badawczy, w którego skład wchodzili laureaci Nagrody Nobla prof. Andre Geim i Konstantin Nowosiołow, z Uniwersytetów w Manchesterze i Cambridge, rozwiązał zagadkę, która może pozwolić poprawić wydajność urządzeń grafenowych do zastosowania jako fotodetektory w szybkiej komunikacji optycznej. Połączenie grafenu z metalicznymi nanostrukturami oznacza znaczne usprawnienie zbierania światła przez grafen, bez utraty prędkości. Odkrycie powinno zrewolucjonizować nie tylko Internet, ale i inne technologie komunikacyjne. Jedną z najważniejszych cech urządzeń grafenowych jest bardzo duża szybkość, o wiele większa niż w przypadku aktualnie stosowanych kabli internetowych. Naukowcy umieścili na grafenie dwa położone blisko siebie metalowe przewody, po czym oświetlili całą konstrukcję. Powstały układ wytwarza energię elektryczną. Według naukowców, to proste urządzenie jest elementarnym ogniwem słonecznym. Największym problemem okazała się dla badaczy mała wydajność. Grafen to najcieńszy materiał na Ziemi, pochłaniający tylko 3% światła. Pozostałe światło przechodzi przez materiał, nie wytwarzając energii elektrycznej. Aby otrzymać oczekiwane rezultaty, naukowcy połączyli grafen z małymi metalicznymi strukturami. Plazmoniczne nanostruktury pomogły ulepszyć parametry pola elektrycznego absorbowanego przez grafen i skupić światło na pojedynczej warstwie atomów węgla. "Grafen wydaje się być naturalnym towarzyszem plazmoniki" - mówi dr Alexander Grigorenko z Manchesteru. "Spodziewaliśmy się, że plazmoniczne nanostruktury mogą zwiększyć wydajność urządzeń grafenowych, ale skala tego zjawiska pozytywnie nas zaskoczyła". Z kolei prof. Nowosiołow, także z Uniwersytetu w Manchesterze, mówi: "Technologia produkcji grafenu jest coraz doskonalsza, co ma bezpośredni wpływ zarówno na rodzaj własności fizycznych, jakie znajdujemy w tym materiale, jak i zakres możliwych zastosowań. Wiele wiodących firm z branży elektronicznej uważa grafen za technologię urządzeń przyszłości. Nasza praca otworzy przed grafenem jeszcze więcej możliwości". Komentując wyniki badań, profesor Uniwersytetu Cambridge Andrea Ferrari mówi: "Jak dotąd głównym przedmiotem badań nad grafenem były jego podstawowe własności fizyczne oraz urządzenia elektroniczne. To badanie pokazuje, że istnieje także ogromny potencjał w fotonice i optoelektronice, gdzie połączenie wyjątkowych właściwości optycznych i elektronicznych tego materiału z plazmonicznymi nanostrukturami, nawet przy braku tzw. przerwy energetycznej, można w pełni wykorzystać w szeregu przydatnych urządzeń, takich jak ogniwa słoneczne czy fotodetektory".Więcej informacji: Nature Communications: http://www.nature.com/ncomms/index.html Uniwersytet w Manchesterze: http://www.manchester.ac.uk/ Uniwersytet Cambridge: http://www.cam.ac.uk/
Kraje
Zjednoczone Królestwo