Νέα

Το Tailor Graphene είναι ένα μεγάλο διεπιστημονικό πρόγραμμα έρευνας που χρηματοδοτείται από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας (Advanced Grant), με στόχο να προσδιοριστεί η πλήρης απόκριση του γραφενίου σε ακραίες αξονικές παραμορφώσεις μέχρι την θραύση του. Θέματα όπως η αντοχή σε εφελκυσμό και θλίψη, το μέτρο ακαμψίας, η παραμόρφωση σε θραύση καθώς και η μελέτη του φαινομένου της εγκάρσιας θλιπτικής αστοχίας κάτω από αξονική παραμόρφωση θα μελετηθούν σε βάθος κατά τη διάρκεια του προγράμματος. Ήδη έχει μελετηθεί η συμπεριφορά νιφάδων μονοστρωματικού γραφενίου με διαφορετική αναλογία μήκους-πλάτους σε μικρές και μεσαίες παραμορφώσεις, ενώ η κατανομή των φορτίων στο ίδιο το δείγμα γραφενίου χαρτογραφείται με την ταυτόχρονη συλλογή φασμάτων Raman με βήμα 100 nm. Υπό θλίψη η κρίσιμη παραμόρφωση για αστοχία λυγισμού (critical strain to buckling) βρέθηκε να είναι ~ -0.6% και ανεξάρτητη από τις διαστάσεις της νιφάδας του μονοστρωματικού γραφενίου. Επίσης, διαπιστώθηκε ότι το ελάχιστο μήκος που απαιτείται προκειμένου να υπάρχει επαρκής μεταφορά τάσης από το πολυμερές (μήτρα) που περιβάλλει το μονοστρωματικό γραφένιο είναι ~ 4 μm.

Στο Tailor Graphene θα κάνουμε καλή χρήση όλων των παραπάνω ευρημάτων για διαφορετικές γεωμετρίες νιφάδων, σχεδιάζοντας μικρο-ταινείες γραφενίου (micro- ribbons) συγκεκριμένων διαστάσεων οι οποίες όταν ενσωματωθούν σε πολυμερικές μήτρες, θα μπορούν εφελκυστούν σε μεγάλες μονοαξονικές παραμορφώσεις χωρίς την εμφάνιση εγκάρσιου λυγισμού. Σκοπός του προγράμματος είναι η αξιοποίηση των δυνατοτήτων του γραφενίου ως μια αποτελεσματική ενισχυτική φάση στα σύνθετα υλικά. Ο λυγισμός στην εγκάρσια διεύθυνση κατά τον αξονικό εφελκυσμό αναμένεται να μεταβάλλει το φάσμα Dirac και κατά συνέπεια τις ηλεκτρονικές ιδιότητες του γραφενίου. Για αυτό το λόγω, το πρόγραμμα θα χρησιμοποιήσει τη φασματοσκοπία Raman για να κατασκευάσει διαγράμματα τάσης / παραμόρφωσης στις δύο διαστάσεις (stress/strain maps), ώστε να αποτιμηθεί πλήρως το φαινόμενο αυτό. Τέλος, για την αποφυγή της κυμάτωσης του γραφενίου κατά τη διάρκεια της εφελκυστικής φόρτισης, μια άλλη επιλογή μπορεί να είναι η ταυτόχρονη επιβολή ενός αντίρροπου θερμικού πεδίου. Αυτό θα οδηγήσει σε διαξονική παραμόρφωση του γραφενίου, που επίσης είναι ένα ενδιαφέρον πεδίο μελέτης ιδιαίτερα για εφαρμογές σε εύκαμπτες οθόνες και λεπτές μεμβράνες επικάλυψης.

Για περισσότερες πληροφορίες παρακαλώ επικοινωνήστε με:

Κώστα Γαλιώτη, Kαθηγητή
ΙΤΕ/ΙΕΧΜΗ και Τμήμα Χημικών Μηχανικών Πανεπιστημίου Πατρών

ΙΤΕ/ΙΕΧΜΗ
Οδός Σταδίου, Πλατάνι
Τ.Θ. 1414, 265 04
Πάτρα

Τηλ.: 2610 965 255
e-mail: c.galiotis@iceht.forth.gr
web address: http://cnm.iceht.forth.gr/