Российские ученые придумали простой способ обнаружения дефектов в графене Версия для слабовидящих
Российские ученые придумали простой способ обнаружения дефектов в графене Печать Email
Новости науки
05.06.2015

Выдающиеся качества чудо-материала графена во многом зависят от его строения: чем меньше дефектов в решётке, тем лучше свойства. Учёные из Института органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН в рамках международного проекта разработали метод определения тысяч дефектов в углеродном материале всего за несколько минут с помощью стандартного микроскопического оборудования.

Предполагается, что графен и родственные двумерные материалы станут соединениями века, и это не удивительно: графен очень тонкий и прочный материал, также обладающий выдающимися электрическими и теплопроводящими характеристиками.

Широта применения материалов с такими уникальными свойствами впечатляет. На основе графеновых систем идёт активная разработка новых биомедицинских приложений, сверхпрочных материалов, высокоэффективных устройств преобразования света, нового поколения электронных компонентов, а также катализаторов для химической промышленности.

Однако камнем преткновения является тот факт, что многие уникальные свойства проявляются только у идеального графена, не имеющего дефектов в структуре. Для практических приложений наиболее интересны графеновые материалы с минимальным количеством дефектов или материалы с контролируемым количеством и типом дефектов.

Проблема заключается в том, что углеродные дефекты могут иметь различные размеры и формы, а динамическая природа и флуктуации (дыры быстро "залечиваются") не позволяют оперативно обнаружить их с помощью обычных аналитических методов. Детальное исследование больших пространств графеновых листов для выявления дефектных участков требует серьёзных затрат времени.

Группа профессора Валентина Павловича Ананикова предложила использовать "красящее" вещество — растворимый комплекс палладия — который избирательно прикрепляется к дефектным областям на поверхности углеродных материалов.

Присоединение генерируемых в растворе кластеров палладия к поверхности углеродного материала приводит к образованию наночастиц металла, которые могут быть легко зафиксированы с использованием обычного электронного микроскопа. Чем более активен углеродный центр или дефект, тем прочнее связывание с частицами палладия и тем меньше времени занимает процедура визуализации.

Дефекты на углеродной поверхности и химически активные центры могут быть нанесены на 3D-карту с высоким разрешением и уровнем контраста.

Особенно интересен для учёных тот факт, что при помощи нового метода будет определено не только геометрическое строение найденного дефекта, но и его химические "способности". То есть химическая активность "дырки" в одеяле из углеродных сот будет также отмечена на получаемой карте.

В свою очередь выделение дефектных центров с помощью "палладиевых маркеров" даёт исследователям уникальную возможность изучить реакционную способность графеновых слоёв.

Как показывают полученные результаты, более 2000 реакционно-способных центров могут быть расположены на одном квадратном микрометре поверхности обычного углеродного материала. При этом распределение дефектов не является хаотическим и в ряде случаев материаловеды наблюдают упорядоченную структуру в организации "дыр". Это наблюдение может открыть новые вехи в изучении чудо-материала.

Статья авторов исследования вышла в журнале Chemical Science. Соавторами исследования стали учёные Санкт-Петербургского государственного университета и Европейского синхротрона (ESRF).

 

Источник - http://www.vesti.ru/doc.html?id=2626726

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта