از پردازش اطلاعات تا پزشکی

از سه سال پیش که کمیته‌ی نوبل جایزه‌ی خود در رشته‌ی فیزیک را به خاطر کشف گرافین اعطا نمود محققین در تلاش بوده‌اند وجود خواص مغناطیسی در این ماده را اثبات نمایند. گرافین ماده‌ای است که به باور بسیاری با توجه به برخوداری از استحکام، انعطاف پذیری و قابلیت رسانایی بالا می‌تواند دنیا را متحول سازد. اثبات برخورداری گرافین از خواص مغناطیسی می‌تواند کاربرد آن در شماری از حوزه‌ها را متحول سازد.
هم اکنون تیمی متشکل از محققان دانشگاه بین‌المللی فلوریدا، دانشگاه کالیفرنیا - برکلی، دانشگاه کالیفرنیا – ریور ساید و مؤسسه‌ی فناوری جورجیا، رازی را برملا نموده‌اند و وجود خواص مغناطیسی در نانو ساختارهای گرافین در دمای اتاق را اثبات نموده‌اند. سخرات خیزروف پروفسور گروه مهندسی الکتریک و کامپیوتر از دانشگاه بین ‌المللی فلوریدا می‌گوید: " کشف ما می‌تواند گرافین را به مهم‌ترین گزینه جهت کار برد در تراشه‌های کامپیوتری تبدیل نماید."
این تیم تحقیقاتی که محققینی هم چون ژئونگمین هونگ از دانشگاه کالیفرنیا - برکلی، رابرت هادن از دانشگاه کالیفرنیا – ریور ساید، و والت دهیر از مؤسسه‌ی فناوری جورجیا را شامل می‌شود، از سال 2008 تاکنون مشغول تحقیق بر روی آزمایشات تجربی مربوطه بوده است. گرافین خالص که در این آزمایشات استفاده شد در مؤسسه‌ی فناوری جورجیا تهیه شد و در دانشگاه کالیفرنیا – ریور ساید به صورت شیمیایی عامل دار گردید. خواص فیزیکی گرافین در دانشگاه بین‌المللی فلوریدا و دانشگاه کالیفرنیا - برکلی مورد مطالعه قرار گرفت.
گرافین به طور بالقوه در زمینه‌های گوناگون از پردازش اطلاعات گرفته تا پزشکی کاربرد دارد. کاربرد گرافین در اسپینترونیک (spintronics)، که مخفف عبارت "spin transport electronics" (الکترونیک انتقال اسپینی) است، یکی از موضوعاتی است که خیزروف و همکارانش بر آن تمرکز نموده‌اند. اسپینترونیک که به مغناطیس الکترونیک نیز مشهور است با پردازش سیگنال با استفاده از خواص اسپینی به جای شارژ الکتریکی سر و کار دارد. کاربرد اسپینترونیک می‌تواند به انتقال سریع‌تر داده‌ها، قدرت پردازش بیشتر و اافزایش تراکم حافظه و ظرفیت ذخیره منجر گردد.
خیزروف و همکارانش معتقدند که کشف آنها می‌تواند به تولید ابزارهای اسپینترونیک جهت دست یابی به پردازش اطلاعات با سرعت بسیار یاد و مصرف انرژی پایین منجر شود. گرافین که یک ماتریس دو بعدی اتم‌های کربن دارای ضخامت یک اتم است مخصوصاً در صنایعی هم چون صنعت الکترونیک محبوب است که در آنها کوچک سازی دارای اهمیت است.
ترانزیستورهای سیلیکونی تا آن جا که ممکن بوده است پیشا پیش کوچک سازی شده‌اند، اما گرافین را عملاً می‌توان تا آن حد که از لحاظ فیزیکی امکان پذیر است کوچک نمود و بدین ترتیب افق جدیدی را در حوزه‌های مختلف از تراشه‌های کامپیوتری گرفته تا سلول‌های خورشیدی گشود.
خیزروف می‌گوید: "ما در طول پنج سال گذشته به این چالش مهم پرداخته‌ایم. اثبات وجود ترتیب مغناطیسی در نانو ساختارهای گرافین عامل دار شده راه را برای تحقق رویای اسپینترونیک هموار می‌سازد."