ساخت سوئیچی ازجنس گرافن
تصور کنید که بتوان ویژگی‌های گرافن را به شکلی دقیق کنترل کرده و خروجی مطلوب خود را به دست آورید. حال گروهی از محققان اروپایی با ترکیب ویژگی‌های منحصر به فرد این ماده با دقت بالای شیمی مولکولی، اولین گام را به سمت اجرایی شدن این هدف برداشته‌اند. این دانشمندان در مقاله‌ای که در Nature Communications منتشر کرده‌اند، امکان ایجاد ابزارهای گرافنی حساس به نور را نشان داده‌اند. این ابزارها می‌توانند کاربردهای وسیعی از جمله در حسگرهای نوری و حافظه‌های قابل کنترل نوری داشته باشند.
برنامه راهبردی گرافن (Graphene Flagship) یک نوآوری اروپایی است که همکاری میان محققان برای رساندن گرافن و مواد مربوط به آن را از آزمایشگاه به بازار و جامعه ترویج می‌کند. طبیعت میان‌رشته‌ای کار منتشر شده در این مقاله که توسط پروفسور پائولو ساموری از دانشگاه استراسبورگ و CNRS فرانسه رهبری شده است، توسط این برنامه و راهبرد همکاری‌محور آن، به خصوص با پروفسور آندریا فراری از مرکز گرافن کمبریج تسهیل شده است. همانگونه که پروفسور ساموری توضیح می‌دهد: «پیشرفت در حوزه‌های تحقیقاتی میان‌رشته‌ای مستلزم همکاری میان گروه‌های برجسته با تخصص‌های مکمل می‌باشد و برنامه راهبردی گرافن اتحادیه اروپا پلتفرم بسیار خوبی برای این کار است».
در این کار نشان داده شده است که چگونه می‌توان با ترکیب کردن پودر گرافیت با ماده‌ای که در اثر تابش نور کنفرماسیون خود را عوض می‌کند، جوهرهای گرافنی غلیظ با ساختار لایه‌ای در فاز مایع ایجاد کرد. از این جوهرهای گرافنی می‌توان در تولید ابزارهایی بهره برد که وقتی در معرض نور مرئی یا ماورای بنفش قرار می‌گیرند، می‌توانند به عنوان سوئیچ‌های نوری برگشت‌پذیر جریان عمل کنند.
ایده بسیار جذاب این مقاله ترکیب نمودن گرافن با یک سوئیچ مولکولی فتوکرومیک است. محققان دریافتند که یکی از مولکول‌های ایده‌ال برای این کار 4-(دسیلوکسی) آزوبنزن است. این آزوبنزن دارای گروه آلکوکسی که به صورت تجاری در بازار موجود است، تمایل بسیار بالایی به صفحه پایه گرافن دارد و بنابراین از انباشتگی میان‌صفحه‌ای جلوگیری می‌کند. زمانی که این مولکول در معرض نور ماورای بنفش قرار می‌گیرد، از ایزومر ترانس به سیس تبدیل می‌شود. ایزومر سیس حجم بالاتری نسبت به ایزومر ترانس این مولکول دارد. نکته مهم این است که با تابش نور سفید به ایزومر سیس، این مولکول به ایزومر اولیه ترانس تبدیل می‌شود و در نتیجه این فرایند برگشت‌پذیر است.
به گزارش ستاد توسعه فناوری نانو،این محققان با رسوب‌دهی جوهر هیبریدی گرافن-آزوبنزن روی یک بستر SiO2 الگودهی شده با الکترودهای طلا یک سوئیچ مولکولی نوری تولید کردند. چون ایزمریزاسیون این مولکول با تابش نور سفید و ماورای بنفش به صورت کاملا برگشت‌پذیر صورت می‌گیرد، در نتیجه سوئیچ مولکولی تولیدشده نیز عملکرد برگشت‌پذیر دارد که برای یک سوئیچ بسیار مهم است.
