Nanoteknologi kan føre til mere energieffektiv elektronik

Kulstofnanorør og grafen består af blot et par lag kulstofatomer, men de er lettere end aluminium, stærkere end stål og kan bøjes som fjederspiraler. Fysiker Niklas Lindahl ved Göteborgs Universitet, Sverige, har studeret materialernes unikke egenskaber, hvilket i fremtiden kan resultere i forbedret elektronik og lys, stærkt materiale.

Nanoteknologi kan revolutionere fremstillingen af ​​nye typer materialer. Niklas Lindahl har studeret kulstof nanorør og grafen, som er rør og flade plader bestående af et tyndt lag kulstofatomer. Deres unikke egenskaber gør dem interessante at bruge i alt fra kompositmaterialer i cykler, til elektroniske computerkomponenter.

I sit speciale, Niklas Lindahl demonstrerer hvordan kulstof nanorør kan laves, og deres mekaniske egenskaber. Under de rette forhold, han brugte en kulholdig gas til at få kulstofnanorør til at vokse som skove, atom for atom. "Skovene" består af millioner af kulstof nanorør, der, på trods af at den kun er et par nanometer i diameter, holde hinanden oprejst som stilke på en kornmark. Rørene, som er lettere end aluminium og stærkere end stål, når de strækkes, kunne bøjes som fjederspiraler.

Niklas Lindahl demonstrerer også, hvordan membraner af grafen kan bøjes. På trods af at membranerne kun bestod af et par lag af atomer, deres bøjningsstivhed kunne bestemmes ved hjælp af de samme ligninger som dem, der blev brugt til at beregne deformationer i store stålkugler. Grafenmembraner har mange anvendelsesmuligheder, herunder variable frekvensgeneratorer i mobiltelefoner, og massesensorer med mulighed for at måle individuelle atomer.

Specialet demonstrerer også, hvordan lignende grafenmembraner kan give mere energieffektiv elektronik i fremtiden. For eksempel, suspenderede grafenelektroder kan ændre strømmen mere effektivt gennem kulstofnanorørtransistorer ved at kombinere både mekanisk og elektrisk styring af strømmen.