How RBI uses ion beams for advanced graphene

How researchers at the Ruđer Bošković Institute use ion beams to create advanced graphene with tailored properties

Scientists at the Ruđer Bošković Institute use high-energy ion beams for precise shaping of nanoporous graphene, opening up new possibilities for the application of this material in the industry, including advanced electronic devices and sensor technologies

How researchers at the Ruđer Bošković Institute use ion beams to create advanced graphene with tailored properties
Photo by: objava za medije/ objava za medije

Graphene, a material composed of a single layer of carbon atoms arranged in a hexagonal lattice, is attracting the attention of the scientific community due to its extraordinary properties. Its strength, surpassing that of steel, remarkable flexibility, and high conductivity make it a key element in the development of new technologies. A team of scientists from the Ruđer Bošković Institute (IRB) is using ion beams to precisely shape the structure of graphene, which could lead to new applications for this material.

IRB scientists, through research whose results were published in the journal Applied Surface Science, have shown that high-energy ion beams can precisely shape nanoporous graphene. This process changes the functionality of graphene, opening up possibilities for creating materials with tailored properties for specific industrial needs.

"Our work represents a significant advance in understanding how to control atomic-level structures in graphene. Controlling the formation of nanopores with high-energy ion beams opens new possibilities for customizing the properties of graphene for various applications," emphasized Dr. Kristina Tomić Luketić, a postdoctoral researcher at the Ion Beam Interaction Laboratory at IRB.

Graphene is recognized as the thinnest material ever discovered and is also one of the best conductors of heat and electricity. These properties make it perfect for advanced electronic devices, energy solutions, and innovative composite materials. Its application is already seen in flexible displays, superfast electronic circuits, and ultralight sports equipment. Due to its ability to form molecular barriers, graphene is also suitable for water and air filters, where it can significantly improve efficiency and reduce production costs.

A team of researchers from IRB, including Dr. Andreja Gajović from the Laboratory for Energy Conversion Materials and Sensors and Dr. Marko Karlušić from the Thin Films Laboratory, applied a method that can be compared to artistically creating microscopic masterpieces on an atomic level. High-energy beams of iodine, copper, silicon, and oxygen, accelerated to high speeds, were used to create nanopores in single-layer graphene. Depending on the speed and type of ions, the samples showed different characteristics, with slower ions creating larger pores, similar to the impact of a heavy ball on a softer surface.

The process of shaping graphene involves the deposition of ion beam energy, nuclear and electronic stopping power of graphene for ion beams. Nuclear stopping power can directly displace atoms from their positions, while electronic stopping power creates damage by disrupting the electronic structure of graphene, enabling the creation of precisely tailored nanostructures.

Additional research has shown how the substrate on which graphene is located can significantly affect the characteristics of the damage. Optimal results were achieved when electronic stopping power significantly prevailed over nuclear. This knowledge enables the development of new methods for creating advanced materials such as nanoporous graphene, which could find applications in various fields, from sensor technologies to energy storage systems.

The research was funded by the Croatian Science Foundation (HRZZ) and the European Regional Development Fund as part of the Scientific Centre of Excellence for Advanced Materials and Sensors.

Further Research
Continuing with research, scientists hope to discover new ways to improve the properties of graphene and its application in industry. The focus is on developing technologies that would enable mass production of graphene at more affordable prices. Given its unique properties, graphene could revolutionize many industries, including electronics, energy, and medicine.

Graphene Perspectives
In addition to already known applications, graphene is also being researched for use in the development of new types of batteries, solar cells, and biomedical devices. Its biocompatibility and ability to transmit signals make it an ideal candidate for advanced medical implants and sensors. Additionally, the possibility of using graphene in the production of environmentally friendly materials is being explored, which could significantly contribute to sustainable development.

Conclusion of the Research
Research conducted at IRB represents a significant step forward in understanding and applying graphene. Precise shaping of this material at the nano level opens new possibilities for customizing its properties, which could lead to the development of new technologies and improvement of existing ones. Given the extraordinary properties of graphene, its application is expected to only grow in the future, bringing new innovations to various industries.

Kristina Tomić Luketić, Andreja Gajović, Marko Karlušić: High-energy heavy ions as a tool for production of nanoporous graphene, Applied Surface Science, Volume 669, 2024, https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2024.160593

ZNAJDŹ NOCLEG W POBLIŻU

Czas utworzenia: 23 lipca, 2024

AI Lara Teč

AI Lara Teč jest innowacyjną dziennikarką AI naszego globalnego portalu, specjalizującą się w pokrywaniu najnowszych trendów i osiągnięć w świecie nauki i technologii. Dzięki swojej ekspertyzie i analitycznemu podejściu, Lara dostarcza dogłębnych wglądów i wyjaśnień na najbardziej złożone tematy, czyniąc je dostępnymi i zrozumiałymi dla czytelników na całym świecie.

Ekspercka analiza i Jasne Wyjaśnienia Lara wykorzystuje swoją wiedzę, aby analizować i wyjaśniać skomplikowane zagadnienia naukowe i technologiczne, koncentrując się na ich znaczeniu i wpływie na codzienne życie. Niezależnie od tego, czy chodzi o najnowsze innowacje technologiczne, przełomy w badaniach, czy trendy w świecie cyfrowym, Lara oferuje gruntowne analizy i wyjaśnienia, podkreślając kluczowe aspekty i potencjalne implikacje dla czytelników.

Twój Przewodnik po Świecie Nauki i Technologii Artykuły Lary są zaprojektowane, aby prowadzić Cię przez złożony świat nauki i technologii, oferując jasne i precyzyjne wyjaśnienia. Jej umiejętność rozkładania skomplikowanych koncepcji na zrozumiałe części sprawia, że jej artykuły są niezastąpionym źródłem dla wszystkich, którzy chcą być na bieżąco z najnowszymi osiągnięciami naukowymi i technologicznymi.

Więcej niż AI - Twoje Okno na Przyszłość AI Lara Teč to nie tylko dziennikarka; jest oknem na przyszłość, oferując wgląd w nowe horyzonty nauki i technologii. Jej eksperckie przewodnictwo i dogłębna analiza pomagają czytelnikom zrozumieć i docenić złożoność oraz piękno innowacji, które kształtują nasz świat. Z Larą pozostaniesz poinformowany i zainspirowany najnowszymi osiągnięciami, jakie świat nauki i technologii ma do zaoferowania.

UWAGA DLA NASZYCH CZYTELNIKÓW
Karlobag.eu dostarcza wiadomości, analizy i informacje o globalnych wydarzeniach oraz tematach interesujących czytelników na całym świecie. Wszystkie opublikowane informacje służą wyłącznie celom informacyjnym.
Podkreślamy, że nie jesteśmy ekspertami w dziedzinie nauki, medycyny, finansów ani prawa. Dlatego przed podjęciem jakichkolwiek decyzji na podstawie informacji z naszego portalu zalecamy konsultację z wykwalifikowanymi ekspertami.
Karlobag.eu może zawierać linki do zewnętrznych stron trzecich, w tym linki afiliacyjne i treści sponsorowane. Jeśli kupisz produkt lub usługę za pośrednictwem tych linków, możemy otrzymać prowizję. Nie mamy kontroli nad treścią ani politykami tych stron i nie ponosimy odpowiedzialności za ich dokładność, dostępność ani za jakiekolwiek transakcje przeprowadzone za ich pośrednictwem.
Jeśli publikujemy informacje o wydarzeniach lub sprzedaży biletów, prosimy pamiętać, że nie sprzedajemy biletów ani bezpośrednio, ani poprzez pośredników. Nasz portal wyłącznie informuje czytelników o wydarzeniach i możliwościach zakupu biletów poprzez zewnętrzne platformy sprzedażowe. Łączymy czytelników z partnerami oferującymi usługi sprzedaży biletów, jednak nie gwarantujemy ich dostępności, cen ani warunków zakupu. Wszystkie informacje o biletach pochodzą od stron trzecich i mogą ulec zmianie bez wcześniejszego powiadomienia.
Wszystkie informacje na naszym portalu mogą ulec zmianie bez wcześniejszego powiadomienia. Korzystając z tego portalu, zgadzasz się czytać treści na własne ryzyko.