Binghamtono universiteto (JAV) tyrėjams pavyko išsiaiškinti, jog egzistuoja aplinkai draugiškas procesas, leidžiantis atlikti iki šiol neregėtą erdvinę grafeno oksido elektrinių savybių kontrolę. Kaip žinia, ši dvimatė nanomedžiaga turi potencialo sukelti tikrą revoliuciją, kuri paliestų elektronikos komponentus, saulės elementus ir biomedicinos instrumentus.
Panaudoję atominės jėgos mikroskopo adatėlę tam, kad sukeltų vietinę cheminę reakciją, Binghamtono universiteto fizikos docentas Džefris Mativetskis (Jeffrey Mativetsky) ir doktorantas Ostinas Fosetas (Austin Faucett) parodė, jog atskiruose grafeno oksido sluoksniuose galima suformuoti mažiausiai keturių nanometrų dydžio saleles, pasižyminčias elektriniu laidumu. Palyginimui, vienas nanometras maždaug atitinka vieną šimtatūkstantąją žmogaus plauko storio dalį.
„Mūsų atradimas leidžia suformuoti nanomastelinės apimties elektriškai laidžias saleles atominio storio elektriškai nelaidžiuose sluoksniuose beprecedentiniu erdviniu tikslumu, – pasakoja D. Mativetskis. – Priešingai negu kiti standartiniai metodai, skirti paveikti grafeno oksido savybes, mūsų procesas veiksmingas esant įprastinėms sąlygoms, be to, jis draugiškas aplinkai, o tai daug žadantis žingsnis praktinio grafeno oksido pritaikymo ateities technologijose link.“
2010 metais Nobelio fizikos premija buvo įteikta Mančesterio universiteto (Jungtinė Karalystė) fizikams už grafeno – vieno anglies atomo storio plėvelės, pasižyminčios puikiomis elektrinėmis, šiluminėmis ir mechaninėmis savybėmis – atradimą. Grafeno oksidas yra labai artima dvimatė medžiaga, turinti kelis svarbius privalumus lyginant su grafenu: ją lengviau apdoroti ir gaminti, taip pat nesudėtinga pakeisti savybes. Pavyzdžiui, pašalinus kai kuriuos deguonies atomus iš grafeno oksido, elektriškai nelaidi medžiaga tampa laidžia, o tai atveria visus kelius ją panaudoti lanksčiojoje elektronikoje, gaminant jutiklius, saulės elementus bei biomedicinos įrangą.
Mokslininkų darbas suteikia naujų įžvalgų apie erdvinės rezoliucijos ribas ir mechanizmus, leidžiančius suformuoti laidžias saleles elektriškai nelaidžiame grafeno okside. Kol kas geriausias (t. y., mažiausias) rezultatas yra keturių nanometrų dydžio laidžioji salelė. „Tyrėjų tarpe jaučiamas milžiniškas susidomėjimas bandymais suformuoti skirtingų savybių regionus bei sudaryti elektrines grandines dvimatėse medžiagose, – teigia Binghamtono universiteto fizikos docentas. – Mūsų metodas leidžia itin didele erdvine raiška suformuoti elektriškai laidžius ir izoliuojančius regionus grafeno okside tiesiogiai.“
Aprašomas mokslininkų tyrimas ne tik atskleidžia fundamentaliąsias grafeno oksido savybes, bet ir leidžia kur kas realiau pagalvoti apie šios medžiagos pritaikymą ateities technologijose. Kadangi D. Mativetskio ir O. Foseto atrastam metodui nereikalingi kenksmingi chemikalai, aukšta temperatūra arba inertinės dujos, kalba iš karto pasisuka apie aplinkai draugišką grafeno oksido gamybos procesą. „Iš pradžių mūsų darbas daugiausia bus naudojamas tyrinėjant fundamentaliąsias savybes ir prietaisus, gaminamus laboratorijos ribose, – apibendrina pasakojimą D. Mativetskis. – Bet galiausiai viskas gali vesti į praktinį grafeno oksido pritaikymą konstruojant pigius saulės elementus, jutiklius bei lanksčiąją elektroniką.“
Minėtųjų Binghamtono universiteto mokslininkų darbas rugsėjo mėnesį publikuotas prestižiniame žurnale „Carbon“.