поиск |
Новости химической науки > Свежий взгляд на тайну пленок из оксида графена8.1.2015 ![]() ![]() Исследователи из Северо-Западного Университета США нашли ответ на загадку, которая уже несколько лет ставила в тупик специалистов по химии материалов, причем разгадка оказалась довольно простой и тривиальной.
Как и многие коллеги, Цзясин Хуан (Jiaxing Huang) не понимал, чем обусловлена высокая устойчивость пленок из оксида графена [graphene oxide (GO)] по отношению к воде. Теоретически можно было предположить, что отдельные слои оксида графена в воде должны приобретать отрицательный заряд и отталкиваться друг от друга, что, в свою очередь, должно приводить к разрушению мембраны. Тем не менее, в ранних работах, посвященных мембранам из оксида графена, отмечалась стабилизация таких мембран в воде, а не их разрушение. По словам Хуана, такое поведение графеноксидных мембран ставило в тупик многих ученых.
Слева – разрушившаяся в воде мембрана из чистого оксида графена. Загрязненная пленка из оксида графена (рисунок справа) сохраняет устойчивость. (Рисунок из Nature Chemistry, 2015; DOI: 10.1038/nchem.2145)
Оксид графена, продукт окисления графита, часто применяется в качестве прекурсора для получения графена, двумерной аллотропной модификации углерода, привлекательной своей уникальной прочностью, низкой плотностью и электронными свойствами. Тем не менее, за последние три года внимание ряда исследователей привлекает и сам оксид графена, в том числе и из-за потенциальной возможности применения этого материала для разделения сложных смесей.
После многолетнего изучения материала Хуан установил, что секретом таинственной устойчивости оксида графена является непреднамеренное введение в материал добавок, загрязняющих его. Для получения оксида графена часто применяется кислотное напыление отдельных листов оксида графена за счет его пропускания через пористые фильтрующие диски из анодированного оксида алюминия – такие диски часто применяются для получения мембран и на основе других наноматериалов. Исследователи из группы Хуана обнаружили, что в ходе процесса такого распыления происходит коррозия алюминия в кислой среде, приводящая к образованию значительного количества ионов Al3+. Положительно заряженные ионы связываются с отрицательно заряженными листами оксида графена, стабилизируя образующуюся мембрану.
Как отмечает Хуан, загадка устойчивости графеноксидных мембран была решена после применения базовых знаний по неорганической химии, известных каждому школьнику – стабильность мембран из оксида графена является всего лишь вопросом чистоты образца. Другие поливалентные ионы металлов, как например ион марганца, который может образовываться в процессе синтеза оксида графена, также может способствовать сшивке отдельных слоев оксида графена.
Результаты исследования Хуана также позволяют говорить о том, что пленки оксида графена на так прочны, как это предполагалось ранее: прочность чистых графеноксидных пленок, не содержащих сшивающих ионов-загрязнителей, в три-четыре раза меньше, чем прочность мембран, стабилизированных случайно попавшими в материал в процессе его получения ионами.
Источник: Nature Chemistry, 2015; DOI: 10.1038/nchem.2145 метки статьи: #графен, #нанотехнологии, #неорганическая химия, #химия твердого тела Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru Комментарии к статье:
Вы читаете текст статьи "Свежий взгляд на тайну пленок из оксида графена" Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru |
Читайте также:
Все новости
23.3.2023 Эта новая молекула обязана своей хиральностью только кислороду. 25.12.2016 Вещества, которые нас порадовали в уходящем году 13.12.2016 Морская вода позволит освободиться от «литиевой иглы» 5.12.2016 Платина с отрицательным зарядом 29.11.2016 В «плоский мир» въехала молекула – колесо со спицами 21.11.2016 Носки превращаются в гибкие хемосенсоры Подписка на новости
Новости компаний
13.12.22
|
Химпром, ПАО
Все новости
«Химпром» присоединился к проекту «Жить и работать в Чувашии» 06.12.22 | Химпром, ПАО «Химпром» взял лидерство в реализации профориентационного проекта УПК 21 18.10.22 | Химпром, ПАО Лучшие отцы «Химпрома» - на фотовыставке «Я – папа!» 13.10.22 | Химпром, ПАО Эрудиция и сплоченность: на «Химпроме» состоялась интеллектуальная игра «За 12.10.22 | АО НИИК Трудные времена? Нет, новые возможности! Подписка на новости
|