ششمین نمایشگاه بینالمللی لیزر و فوتونیک تهران، امسال شاهد رونمایی از یک دستاورد بنیادین در مرزهای دانش مواد دوبعدی بود. تیم پژوهشی آزمایشگاه نانوفیزیک دانشکده فیزیک دانشگاه تهران، تحت مدیریت دکتر یاسر عبدی، با معرفی روشی نوین در تولید «بروفن» (Borophene)، توجه جامعه علمی و صنعتی را به جایگزینی قدرتمند برای گرافن جلب کرد.
بروفن؛ رقیب نوظهور گرافن در صنایع هایتک
علیرضا اسکندری، پژوهشگر دکتری فیزیک دانشگاه تهران، در تشریح این دستاورد اظهار داشت که مواد دوبعدی، ستون فقرات صنایع الکترونیک و ادوات نیمههادی آینده هستند. اگرچه گرافن تاکنون شناختهشدهترین ماده در این حوزه بوده است، اما بروفن به عنوان جدیترین رقیب آن، پتانسیلهای شگفتانگیزی از خود نشان داده است. تا پیش از این، هزینههای بسیار بالای سنتز، مانع از خروج بروفن از محیطهای آزمایشگاهی و ورود آن به فاز صنعتی میشد.
سنتز به روش CVD؛ کلید تولید صنعتی و ارزانقیمت
تیم پژوهشی دانشگاه تهران موفق شده است برای نخستین بار بروفن را با روش رسوبدهی شیمیایی بخار (CVD) سنتز کند. ویژگیهای ممتاز این دستاورد عبارتند از:
- کاهش چشمگیر هزینهها: حذف فرآیندهای گرانقیمت قدیمی.
- تولید در مقیاس وسیع (Large Scale): قابلیت تولید در ابعاد صنعتی برای عرضه به بازار.
- کیفیت بالا: حفظ خواص فیزیکی و شیمیایی بهینه در محصول خروجی.
برتریهای عملیاتی بروفن نسبت به گرافن
نتایج آزمایشهای انجام شده در مرحله کاربردی (Application)، نشاندهنده برتری مطلق بروفن در شاخصهای کلیدی است:
- ابرخازنها: ظرفیت ذخیرهسازی یونی در ابرخازنهای مبتنی بر بروفن ۸ برابر بیشتر از نمونههای گرافنی است.
- آشکارسازهای نوری (Photodetectors): دقت تشخیص در دتکتورهای بروفنی چندبرابری فراتر از تکنولوژیهای فعلی مبتنی بر گرافن گزارش شده است.
- سایر کاربردها: پتانسیل بالا در تولید سنسورهای گازی حساس و فتوکاتالیزگرهای پیشرفته.
تعامل با صنعت و عرضه محصول
آزمایشگاه نانوفیزیک دانشگاه تهران با هدف ایجاد ارتباط میانرشتهای و همکاری با شرکتهای دانشبنیان در نمایشگاه لیزر ۱۴۰۴ حضور یافته است. این مجموعه آمادگی دارد بروفن تولیدی را در دو فرمت تخصصی ارائه کند:
- فرم پودری: جهت استفاده در ترکیبات شیمیایی و کاتالیزورها.
- نانوشیت (Nano-sheets): ورقههای نازک جهت استفاده در بردهای الکترونیکی و حسگرهای دقیق.