Графен – углеродный лист, толщиной в один атом, – может оказаться в центре революции в области материаловедения. Эти ультратонкие листы несут вместе с собой широкие возможности для самых разнообразных приложений – замену кремния в солнечных батареях для охлаждения компьютерных чипов, например.

Но, несмотря на многообещающее будущее, графен и его производные всё ещё являются «материалами, о которых люди мало что понимают», – заявил Шеной, профессор инженерии Брауновского университета. – «Чем больше мы будем понимать их свойста, тем больше возможностей перед нами откроется».

Шеною вместе с группой американских учёных удалось по-новому взглянуть на эти загадочные материалы. В результате использования сокращения оксида карбона получаются двумерные листы, имеющие вид «углеродных сот». Исследователи стремятся к тому, чтобы большинство атомов в получаемой структуре были атомами углерода, поскольку вплетённые атомы кислорода и водорода нарушают единообразие листа. Тепло помогает вызвать связь между атомами кислорода и водорода и удалить их, но уже в качестве воды. Однако, некоторые атомы кислорода оказываются более стойкими.

Шеной использовал молекулярно-динамическое моделирование для наблюдения за атомной конфигурацией графеновой решётки и для определения того, почему некоторые атомы кислорода остаются в структуре. Исследователи обнаружили, что атомы кислорода, оказывающие сопротивление, создали двойные связи с атомами углерода, вызвав, таким образом, приведение в действие достаточно стойкого механизма, отвечающего за образование в сотах отверстий неправильной формы. Такие атомы кислорода, согласно объяснениям Шеноя, «имеют очень низкую энергию». Они не вступают в химические реакции, а потому из высвобождения является достаточно непростой задачей.

Решение проблемы, предложенное учёными, заключается в добавлении в определённых местах определённого количества атомов водорода. Кислород и водород должны соединиться в пары (в качестве гидроксилов) и покинуть структуры, «вылечив дыры».

Команда исследователей не собирается останавливаться на достигнутом – американские учёные планируют заняться дальнейшим исследованием свойств оксида графена и разработкой других методов его очистки.

Источник: sciencedaily.com

Страницы: 1 2

загрузка...