การศึกษาจากมหาวิทยาลัยวอร์วิคและผู้ทำงานร่วมกันได้พัฒนากระบวนการพัฒนากราฟีนใหม่ด้วยความไม่สมบูรณ์แบบควบคุมซึ่งจะปรับปรุงประสิทธิภาพในการใช้งานต่าง ๆ ตั้งแต่เซ็นเซอร์และแบตเตอรี่ไปจนถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
Grafen ประกอบด้วยอะตอมถ่านหินชั้นเดียวในรูปแบบรังผึ้ง นี่คือวัสดุที่บางที่สุดที่เป็นไปได้คู่มือที่มีความแข็งแกร่งและมีความยืดหยุ่นและยอดเยี่ยม กราฟีนในอุดมคติ (การขาดอะตอมที่หายไปหรือสิ่งสกปรกเพิ่มเติม) เป็นรูปแบบที่แข็งแกร่งและมีประโยชน์มากที่สุด แต่ความสมบูรณ์แบบมีราคาเพราะโครงสร้างในอุดมคตินี้มีปฏิสัมพันธ์กับวัสดุอื่น ๆ ไม่ดีและไม่มีคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญที่จำเป็นในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์
ในการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ใน การสอนทีมจากมหาวิทยาลัยวอร์วิคมหาวิทยาลัยน็อตติงแฮมและแหล่งกำเนิดแสงไดมอนด์แสดงวิธีการใหม่ในการพัฒนาภาพยนตร์ที่คล้ายกับกราฟีนซึ่งมีข้อบกพร่องที่คาดการณ์ได้อย่างแม่นยำทำให้นักวิทยาศาสตร์มีสูตรซ้ำ ๆ สำหรับการออกแบบข้อบกพร่อง
ศาสตราจารย์ Reinhard Maurer คณะวิชาเคมีมหาวิทยาลัย Warwick กล่าวว่า: –การเลือกโมเลกุลเริ่มต้นและเงื่อนไขการเจริญเติบโตอย่างระมัดระวังเราได้แสดงให้เห็นว่าคุณสามารถเพิ่มกราฟีนซึ่งสามารถแนะนำความไม่สมบูรณ์ในวิธีที่ควบคุมได้มากขึ้น เราอธิบายลักษณะลายเซ็นของความไม่สมบูรณ์เหล่านี้รวมการถ่ายภาพในระดับอะตอมสเปกโทรสโกปีและการจำลองการคำนวณ –
Grafen ประกอบด้วยหน่วยซ้ำ ๆ ของอะตอมคาร์บอนหกอะตอมในวงแหวน ข้อบกพร่องที่ต้องการมีแหวนใกล้เคียงประกอบด้วยอะตอมถ่านหินห้าและเจ็ดอะตอม ทีมใช้โมเลกุลที่ออกแบบมาเป็นพิเศษที่เรียกว่า Azupyren ซึ่งมีรูปร่าง (หรือโทโพโลยี) ซึ่งมีวงแหวนผิดปกติชนิดเดียวกันกับที่จะนำมาใช้เป็นกราฟของกราฟีน Azupiren ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างกราฟเฟนเพื่อสร้างภาพยนตร์ที่มีความบกพร่องสูงของข้อบกพร่องประเภทนี้และโดยการเปลี่ยนอุณหภูมิในระหว่างการเจริญเติบโตคุณสามารถควบคุมจำนวนข้อบกพร่องในวัสดุสุดท้าย
David A. Duncan รองศาสตราจารย์ที่ University of Nottingham กล่าวว่า: “โดยปกติแล้วข้อบกพร่องของวัสดุจะถูกมองว่าเป็นปัญหาหรือข้อผิดพลาดที่ลดประสิทธิภาพเราจงใจใช้เพื่อเพิ่มฟังก์ชั่นเราพบว่าข้อบกพร่องสามารถทำให้กราฟีน” เหนียว “มากขึ้นสำหรับวัสดุอื่น ๆ ซึ่งทำให้มีประโยชน์มากขึ้นในฐานะตัวเร่งปฏิกิริยา
ภาพยนตร์เหล่านี้มีข้อบกพร่องที่อุดมสมบูรณ์สะอาดปราศจากมลพิษที่ไม่พึงประสงค์และนักวิทยาศาสตร์จากสถาบันกราฟเฟนในแมนเชสเตอร์ประสบความสำเร็จแสดงให้เห็นว่า Grafen สามารถถ่ายโอนไปยังพื้นผิวต่าง ๆ ที่รักษาข้อบกพร่องความสำเร็จทางเทคโนโลยีที่สำคัญเพื่อใช้ภาพยนตร์เหล่านี้บนอุปกรณ์จริง
งานนี้ใช้เครื่องมือขั้นสูงที่หลากหลายซึ่งรวมความร่วมมือในบริเตนใหญ่เยอรมนีและสวีเดนโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ขั้นสูงที่แหล่งกำเนิดแสงเพชรใน Oxfordshire และ Max IV ในสวีเดนเช่นเดียวกับในกรณีที่มีความถูกต้องของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ กราฟีน
“การศึกษาครั้งนี้เป็นเครื่องยืนยันถึงสิ่งที่สามารถทำได้ผ่านความร่วมมือระหว่างประเทศและการบูรณาการความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่หลากหลาย” ดร. Tien-Lin Lee จากแหล่งกำเนิดแสงไดมอนด์กล่าว “ด้วยการรวมกล้องจุลทรรศน์ขั้นสูงสเปกโทรสโกปีและการสร้างแบบจำลองการคำนวณระหว่างสถาบันในบริเตนใหญ่เยอรมนีและสวีเดนเราสามารถค้นพบกลไกของมาตราส่วนอะตอมสำหรับการสร้างข้อบกพร่องในกราฟีนซึ่งไม่มีเทคนิคหรือทีมเดียวที่สามารถบรรลุได้อย่างอิสระ”