Учёные обнаружили самозалечивание графена

Ученые застали графен за самолечением

Нобелевский лауреат из Великобритании обнаружил, что один из самых перспективных материалов современности может «залечивать» дыры в своей структуре

Дыра в слое графена до и после восстановления >>>

Лондон, 10 июля. Создатель графена, Константин Новоселов из Манчестерского университета, обнаружил необычное свойство этого материала – в определенных условиях искусственно созданные отверстия в структуре графена могут исчезать. Графен был обнаружен в 2004 году британскими учеными российского происхождения Андреем Геймом и Константином Новоселовым, за что они в 2010 были удостоены Нобелевской премии.

  • Одной из главных проблем остается стабилизация графена, поскольку сейчас даже при малейший повреждениях этот материал теряет свои уникальные свойства. Для решения этой задачи Константин Новоселов при помощи электронного микроскопа нарушал целостность графена после чего наблюдал за поведением материала.

Графен является одним из самых перспективных наноматериалов современности и представляет собой слой углерода толщиной в один атом. Он имеет крайне высокую электро- и теплопроводность, за счет чего может, например, заменить кремний в микрочипах, установленных в смартфонах и ноутбуках, благодаря чему электронные устройства станут значительно быстрее.

  • В рамках эксперимента в состав графена были включены ионы палладия, которые в нормальном состоянии должны оказывать положительное влияние на свойства графена, однако при наличии дыры в материале, сделанной электронным микроскопом, ситуация оказывалась обратной – ее края расширялись, а электропроводность падала еще более значительно.

Однако когда вместо палладия были добавлены частицы углерода, то дыра в графене начинала стягиваться и со временем полностью исчезала. Качество «залечивания» зависело от структуры внедренного углерода. Если это был углеводород, в составе которого есть водород, то структура графена оказывалась немного «перекошенной», а материал не имел тех ровных шестисторонних связей, которые обеспечивают столь выдающиеся свойства. Но при добавлении чистых атомов углерода дыра затягивалась полностью, возвращая графену изначальные связи, будто ничего и не было.

  • Ученые обращают внимание на высокую важность полученных результатов, поскольку они позволяют легко менять форму листа графена, разрушая его структуру в одном месте, а затем восстанавливая при помощи углерода, либо сужая за счет добавления металлов.

Конечно, главной проблемой остается то, что контролировать процесс самостоятельного излечения графена ученые до сих пор не могут – оно происходит во многом спонтанно, а для производства каких-либо структур нужна отлаженная технология. В любом случае, сам факт обнаружения таких свойств играет большую роль в исследовании инновационного материала.

http://mir24.tv/…ence/5219396

В лаборатории Новоселова обнаружили самозалечивание графена

Исследователи под руководством нобелевского лауреата Константина Новоселова засняли процесс спонтанного восстановления дыр в графене. Работа ученых пока не принята к публикации, но ее препринт уже появился в архиве Корнельского университета. Кратко содержание работы пересказывает блог Technology Review

  • Авторы создали с помощью пучка электронов в одноатомном слое углерода дыры, а затем наблюдали за их поведением с помощью электронной микроскопии.

Стабильность дефектов зависела от химического состава среды. Если в ней присутствовали ионы палладия, то они образовывали комплексы с краевыми атомами углерода. При высоких концентрациях палладия дефекты имели тенденцию расширяться. При низкой концентрации ионов металлов и наличии в среде углерода, пограничные атомы оказались способны формировать новые связи, которые «зашивали» дефект. Дыры в таком случае исчезали.

  • Если углерод присутствовал в форме углеводородов, то «заплаты» преимущественно состояли из циклов углерода из 5, 6, или 7 атомов. При этом в слой включался углерод, валентности которого были заняты водородом. Если же углерод присутствовал в атомарной форме, то дефекты залечивались практически идеальными шестичленными циклами, характерными для графена.

Работа показывает, что образующиеся при производстве графена дефекты можно эффективно удалять с помощью относительно несложной процедуры. Кроме того, из опубликованных данных следует, что, при правильном подборе химического окружения, графен можно получать не только с помощью стандартной процедуры отслаивания, но и непосредственно наращивая однослойный кристалл на затравке. Окажется ли такой способ производства практичным, пока не ясно.

  • ****Константин Новоселов совместно с Андреем Геймом за работы по изучению графена в 2010 году удостоился Нобелевской премии по физике. Из-за своих уникальных электрических и механических свойств одноатомный углерод считается на сегодняшний день одним из самых перспективных материалов. Он может стать основой новых видов микропроцессоров, сенсоров или, например, мембран для обессоливания воды.

http://lenta.ru/…linggraphen/



nikst аватар

Создатель графена, Константин Новоселов из Манчестерского университета, обнаружил необычное свойство этого материала – в определенных условиях искусственно созданные отверстия в структуре графена могут исчезать.

  • Голь на выдумки хитра (в хорошем смысле, разумеется). Теперь Костя сотоварищи может как угодно экспериментировать с графеном, и всё равно он будет «впереди планеты всей» и всё равно все его работы будут интересны…

Наши приветы и поздравления, пожелания новых достижений!..