© Fotolia / arsdigitalМолекулярная структура графена
© Fotolia / arsdigital
МОСКВА, 5 мая – РИА Новости. Американские ученые научились превращать обычный этилен в сверхчистый графен, что удешивит производство этой «нобелевской» формы углерода, говорится в статье, опубликованной в Journal of Physical Chemistry C.
Корейские физики получили графен при помощи сухого льда и «мельницы»»Так как графен состоит из углерода, мы попытались получить его, используя простейшие углеродные молекулы. Как оказалось, невидимые молекулы этилена действительно можно превращать в гигантские листы графена, заметные невооруженному глазу», — заявил Узи Ландмэн (Uzi Landman) из Технологического института Джорджии в Атланте (США).
Графен представляет собой одиночный слой атомов углерода, которые соединены структурой химических связей, напоминающих по геометрии пчелиные соты. Он отличается высокой прочностью и уникальными электрическими свойствами. За создание графена выходцам из России Константину Новоселову и Андрею Гейму в 2010 году присудили Нобелевскую премию по физике.
Проникновению графена в промышленность и быт мешает то, что все современные методики его создания не рассчитаны на массовость и требуют или редких и очень дорогих материалов, или фактически ручного контроля за производством. Все попытки вырастить графен из набора относительно простых углеводородных или других органических молекул закончились безуспешно.
Ландмэн и его коллеги заявляют, что им удалось решить эту проблему, применив два новшества – особый катализатор на базе благородного металла родия и нагрев исходного сырья до очень высоких температур.
© U. Landman, B. YoonСхема производства листов графена из молекул этилена
© U. Landman, B. YoonСхема производства листов графена из молекул этилена
Как оказалось, молекулы этилена (природного газа, из которого делают обычные полиэтиленовые пакеты) могут самостоятельно превращаться в листы графена, если постепенно нагреть смесь из газа и катализатора до примерно 700 градусов Цельсия.
Рост температуры, как рассказывают физики, изменяет взаимодействие этилена с родием — сначала газ превратится в одномерные молекулы, похожие по структуре на бензол, а затем их нити соединятся друг с другом, избавятся от водорода и сформируют шестиугольные соты графена. По словам ученого, постепенный нагрев катализатора заставляет водород в буквальном смысле выкипеть из молекул этилена, так что в нем останется только углерод. Нобелевский лауреат показал, как получить графен в домашних условиях
Как считает Ландмэн, полученный таким способом графен будет фактически абсолютно чистым и свободным от любых примесей, которые могут сильно менять его электрические и физические свойства.
Пока такие листы графена нельзя использовать в промышленных целях, поскольку они остаются прикрепленными к пластине катализатора. В ближайшее время Ландмэн и его коллеги планируют найти способ отделить графен от родия.
Источник:
