แกรฟีน ตอนที่ 1: การสังเคราะห์คาร์บอนรูปแบบใหม่

Abstract

แกรฟีนจัดเป็นวัสดุคาร์บอนรูปแบบใหม่ซึ่งเพิ่งถูกค้นพบอย่างเป็นทางการเมื่อไม่นานมานี้  โดยนักวิทยาศาสตร์     สองท่านจากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ ประเทศสหราชอาณาจักร ได้แก่ อังเดร ไกม์ และคอนสแตนติน โนโวเซลอฟ ซึ่งส่งผลให้นักวิทยาศาสตร์ทั้งสองท่านได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์จากราชบัณฑิตสภาด้านวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดนในปี 2010 แกรฟีนมีอัญรูปแตกต่างไปจากวัสดุคาร์บอนชนิดอื่นๆ เช่น แกรไฟต์ เพชร ท่อนาโนคาร์บอนและฟูลเลอรีนซึ่งส่งผลให้เกิดความแตกต่างในสมบัติทางกายภาพและทางเคมี รูปแบบการจัดเรียงตัวของคาร์บอนอะตอมในแกรฟีนมีความคล้ายคลึงกับกับรังผึ้งหรือตาข่ายของกรงไก่และมีความหนาเพียงชั้นอะตอมเดียวเท่านั้นซึ่งเดิมนักวิทยาศาสตร์มีความเชื่อว่าวัสดุที่มีความหนาเพียงชั้นอะตอมเดียวไม่มีอยู่จริงบนโลกใบนี้ สำหรับแกรฟีนในเมืองไทยยังเป็นเรื่องที่ใหม่และมีผู้ทำวิจัยในด้านนี้ไม่มากนัก การทบทวนบทความนี้จึงเป็นการเปิดโลกทัศน์ใหม่เกี่ยวกับแกรฟีนให้กับนักวิจัยและผู้ที่สนใจ  การทบทวนบทความในตอนที่ 1 จะกล่าวถึงการสังเคราะห์แกรฟีนเพื่อให้เข้าใจถึงที่มาและวิธีการของการสังเคราะห์ก่อนเข้าสู่ตอนที่ 2 ซึ่งเกี่ยวข้องกับสมบัติของแกรฟีนและการประยุกต์ใช้

Graphene (Part 1): Synthesis of a new carbon allotrope

Widsanusan  Chartarrayawadee¹

¹ Department of Chemistry, School of Science, University of Phayao, Phayao Province 56000

Graphene is a new form of carbon which was recently discovered by two scientists, Andre Geim and Konstantin Novoselov, working at the University of Manchester, UK.  For this discovery they were awarded the 2010 Nobel Prize in Physics from the Royal Swedish Academy of Sciences.  Although graphene is an allotrope of carbon, it has quite different physical and chemical properties from other carbon allotropes such as graphite, diamond, carbon nanotubes and fullerene. Graphene consists of a single layer of carbon atoms arranged in a honeycomb or chicken wire network which had previously been thought not to exist.  However, now that its unique structure and properties have been highlighted, graphene is attracting increasing research interest worldwide. In Part 1 of this review article, the history and methodology of graphene development are described, while the subsequent Part 2 will describe its properties and applications.  It is hoped that this review will be of both general interest to the casual reader and of more specific interest to those interested in entering this field.