Grafeenista tehty pienenpieni hehkulanka valmistelee tietä tietokoneiden optiseen viestintään. Kuva: Myung-Ho Bae / KRISS
Grafeenista tehty pienenpieni hehkulanka valmistelee tietä tietokoneiden optiseen viestintään. Kuva: Myung-Ho Bae / KRISS

Hehkulankana on grafeenia, vain yhden hiiliatomin paksuista ainetta.

Pienelle piisirulle on rakennettu maailman pienin hehkulamppu.

Siinä on hehkulankana grafeenia, vain yhden hiiliatomin paksuista ainetta. Grafeeni johtaa hyvin sähköä.

Grafeenisuikaleet yhdistettiin molemmista päistään piisirun metallisiin elektrodeihin ja nostettiin ylös sirun pinnasta hehkulangaksi.

Suikaleisiin kytkettiin sähkövirta, jolloin ne alkoivat lämmön vaikutuksesta hehkua.

”Perusteiltaan tämä on maailman pienin hehkulamppu, sanoo Wang Fon-Jen. Hän on konetekniikan professori Columbian teknillisestä korkeakoulusta.

Thomas Edison käytti hiiltä hehkulampussaan, ja me olemme palanneet samaan aineeseen. Mutta käytämme sitä sen puhtaimmassa muodossa, grafeenina.”

”Voimme nyt yhdistää valoa sirutekniikkaan, ja luoda näin perustaa vain atomien paksuisille ohuille näytöille”, sanoo Fon-Jen Columbiasta.

”Valon tuonti sirun pinnalle on ratkaisevaa, jos haluaa kehittää valoon perustuvia integroituja piirejä ja tietokonetekniikkaa.”

Alan asiantuntijoiden veikkauksissa valoon perustuvalla teknologialla korvataan joskus sähköä kuljettavat puolijohteet tietokoneissa.

Sirussa hehkulampun langan on oltava äärimmäisen kuuma, tuhansia astetia, jotta se tuottaisi näkyvää valoa silmille näkyvällä alueella.

Sirun metalliset elektrodit eivät kestä tällaisia lämpötiloja.

Grafeenilanka kestää jopa 2 500 celsiusasteen lämpötilan ja hehkuu siten kirkkaana. Se johtaa onneksi huonosti lämpöä, jolloin elektrodit ja sirut eivät sula.

Vaikka lamppu on pieni – pienin tällä erää maailmassa – sen valo näkyy jopa paljain silmin, ilman ylimääräistä suurennusta, kertoo tutkija ja grafeenilamppua kehittänyt Young Duck Kim Columbiasta. 

Grafeeni on ohuena lähes läpinäkyvää. Se tarjoaa mahdollisuuden hienosäätää lampun säteilyn voimakkuutta. Tämä tapahtuu muuttamalla grafeenin etäisyyttä sirun pinnasta.

Ryhmä tutkii nyt, kuinka nopeasti tällaista valoa voi esimerkiksi kytkeä päälle ja pois ja tuottaa siten bittejä optiseen tiedonsiirtoon. Toiseksi grafeenilankoja voidaan kehittää taipuisia siruja silmälläpitäen.

”Olemme juuri alkaneet pohtia muutakin käyttöä tällaisille rakenteille. Saatamme esimerkiksi tutkia grafeenisten mikro-lämpölevyjen avulla kemiallisia reaktioita, koska grafeenilankoja voi kuumentaa tuhansia asteita sekunnin murto-osassa.”

Pienestä lampusta kertoi Nature Nanotechnologyn verkkoversio ja Science daily.