Grafen je materijal koji se često opisuje kao gotovo savršeno ravna mreža ugljenikovih atoma debljine samo jednog atomskog sloja. Upravo zbog te ekstremne tankoće ima izuzetnu električnu provodljivost i mehaničku čvrstinu, ali nova istraživanja pokazuju da možda nije najzanimljiviji kada je potpuno ravan. Sitna bora, toliko mala da bi na bilo kom običnom materijalu bila praktično beznačajna, može da promeni raspored elektrona i napravi lokalnu električnu polarizaciju. Drugim rečima, savijanje geometrije samo jednog sloja ugljenika može da stvori dve električno različite strane, nalik na mikroskopski pozitivan i negativan kraj baterije.
Rice University je 12. avgusta predstavio rezultate istraživanja u kojima su naučnici kombinovali veoma precizne mikroskopske sonde, električna merenja, Ramanovu spektroskopiju i računarske simulacije. Utvrdili su da izrazito zakrivljene nanobore u grafenu stvaraju efekat poznat kao fleksoelektričnost – električna polarizacija nastaje zato što materijal nije svuda jednako deformisan. Posebno je važno što grafen sam po sebi nije klasičan polarni materijal. Električno ponašanje ovde nastaje prvenstveno iz oblika, odnosno iz načina na koji je atomska rešetka savijena.
To otvara veoma zanimljiv pravac u dizajnu buduće elektronike. Danas se osobine materijala često menjaju dodavanjem drugih hemijskih elemenata, pravljenjem složenih spojeva ili spajanjem više vrsta materijala. Kod grafena bi, makar za određene funkcije, bilo moguće dobiti drugačije električne osobine jednostavno preciznim oblikovanjem površine. Zamislimo ultratanki senzor čija osetljivost zavisi od rasporeda kontrolisanih bora ili elektronsku komponentu čije se ponašanje programira mikroskopskom geometrijom. Pošto je grafen savitljiv, takav koncept posebno je zanimljiv za fleksibilnu elektroniku, minijaturne senzore, nosive uređaje i sisteme koji moraju da registruju veoma male deformacije.
Naravno, između nekoliko nanobora proučenih u laboratoriji i čipa koji se proizvodi u milionima primeraka postoji veliki tehnološki put. Bore bi morale da se naprave tačno tamo gde su potrebne, u gotovo identičnoj veličini i obliku, a efekat mora ostati stabilan tokom rada uređaja. Ipak, osnovni rezultat menja način na koji možemo da gledamo „nedostatke“ u ultratankim materijalima. Ono što bi se nekada smatralo deformacijom koju treba ukloniti može postati funkcionalni deo elektronike. Na skali od nekoliko atoma ravna površina i zgužvana površina očigledno nisu ista stvar – jedna mala bora može da preraspodeli elektrone i od običnog lista ugljenika napravi strukturu sa potpuno novim električnim ponašanjem.
S.B.
