ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Οι μοριακά υποστυλωμένες νανοπορώδεις δομές γραφενίου είναι μια νέα κατηγορία μικροπορωδών υλικών στα οποία τα φύλλα γραφενίου διαχωρίζονται και διασυνδέονται μεταξύ τους μέσω παρένθεσης οργανικών μορίων. Τα οργανικά μόρια που δρουν σαν στύλοι μεταξύ των φύλλων γραφενίου συνδέονται με αυτά με ομοιοπολικούς δεσμούς. Τα υλικά αυτά είναι υποψήφια για χρήση σε ένα μεγάλο εύρος εφαρμογών όπως εύκαμπτες ηλεκτρονικές συσκευές, εύκαμπτα φωτοβολταϊκά, ανιχνευτές χημικών ουσιών, φωτοκατάλυση, για το διαχωρισμό μειγμάτων και άλλες. Ιδιαίτερα σημαντικό και πολύ ενδιαφέρον χαρακτηριστικό αυτών των υλικών είναι η δυνατότητα ρύθμισης ιδιοτήτων τους μέσω επιλογής μεταξύ διαφορετικών οργανικών μορίων, μεταβολής της πυκνότητας των παρένθετων μορίων ανά μονάδα επιφάνειας του φύλλου γραφενίου, καθώς και της σχετικής τους κατανομής στο χώρο μεταξύ διαδοχικών φύλλων.

Στην εργασία αυτή παρουσιάζουμε τον τρόπο και το εύρος που μεταβάλλονται οι ηλεκτρονικές και μηχανικές ιδιότητες των νέων υποστυλωμένων γραφενίων μέσω συστηματικής τροποποίησης της χημικής τους σύστασης και μεταβολής της πυκνότητας των ένθετων οργανικών μοριακών υποστυλωμάτων ανά μονάδα επιφάνειας γραφενίου, όπως αυτές προκύπτουν από υπολογισμούς ηλεκτρονικής δομής και μοριακής μηχανικής. Διαπιστώθηκε ότι η πυκνότητα των ένθετων μορίων υποστύλωσης και η σχετική κατανομή που έχουν μεταξύ διαδοχικών φύλλων γραφενίου επιδρούν σημαντικά στις ηλεκτρονικές τους ιδιότητες αφού βρίσκουμε ότι τα ενεργειακά χάσματα ρυθμίζονται ώστε να εμφανίζουν ημιαγώγιμη ή αγώγιμη συμπεριφορά. Αξιοσημείωτη είναι και η επίδραση έτερορυθμιζόμενων παραμέτρων στις μηχανικές ιδιότητες αυτών των νέων σχεδιασμένων υλικών αφού διαπιστώθηκε ότι το μέτρο ελαστικότητάς τους μειώνεται με μείωση του μήκους και με αύξηση της πυκνότητας των μορίων υποστύλωσης.