مروری بر خواص گرافن و آستانه فراگیری الکتریکی پوشش های حاوی گرافن

گرافن ماده ای تک لایه و دوبعدی متشکل از کربن است که در آن اتم های کربن با آرایشی شش گوشه به یکدیگر متصل می شوند. اینماده به علت خواص منحصر به فرد الکتریکی، حرارتی، نوری و مکانیکی خود مورد توجه بسیاری صنایع قرار گرفته است، تمامی این خواص از ویژگی های ساختار الکترونی گرافن ناشی می شود. مطابق نتایح حاصل از بررسی ترازهای انرژی گرافن، این ماده نیمه رسانا و فاقد شکاف انرژی است. رسانش در گرافن از طریق الکترون یا حفره با غلظتی به اندازه (cm(-2؛ (13)10 صورت می گیرد، سرعت حرکت الکترون ها در حضور میدان الکتریکی تقریبا برابر با (500000cm(2)V(-1)s(-1 است و حرکت آنها در سراسر شبکه لانه زنبوری گرافن بسیار راحت و روان انجام می شود. افزودن این نانوذرات به محمل پلیمری خواص آن را به طور چشمگیری تغییر می دهد. به نحوی که امروزه مطالعات بسیاری به بررسی انواع روش های ساخت پوشش های حاوی گرافن و ایجاد خواص بهینه در آنها اختصاص یافته است. در این مقاله ابتدا به معرفی ساختار، خواص و روش های متنوع تهیه گرافن به طور اجمالی پرداخته شده است و در ادامه انواع روش های ساخت پوشش های حاوی گرافن مورد بررسی قرار می گیرد. بخش اصلی مقاله نیز بر رسانایی الکتریکی پوشش هایی با بسترهای متنوع همچون اپوکسی، پلی یورتان، پلی پروپیلن، پلی استایرن، پلی استر و غیره متمرکز شده که در آنها دستیابی به پایین ترین آستانه فراگیری الکتریکی (حداقل گرافن لازم جهت گذر از حالت عایق به حالت رسانا)، یافتن و کنترل عوامل اثرگذار بر این متغیر مورد بحث واقع شده است.

Keywords:

گرافن , پوشش , رسانایی الکتریکی , آستانه فراگیری الکتریکی