Новости химической науки > Координаты для графена

Европейские исследователи разработали своеобразную систему координат, которая позволит классифицировать графен и похожие на него материалы.

Благодаря исключительной химической и механической устойчивости, высокой электропроводности и биологической совместимости графена, в последнее время появляется большое количество графеноподобных материалов [ graphene-based materials (GBM)], которые планируется использовать в таких областях, как фотоника, получение энергии и биомедицина. Очевидно, что такое быстрое прибавление в семействе графена обуславливает возникновение вопроса – а каким образом следует классифицировать новые графеноподобные материалы.

Одним из возможных ответов на этот вопрос являются результаты работы европейских ученых, которые предлагают включить химические и физические свойства графеноподобных материалов в одну сеть координат. Такая сеть координат упростит как категоризацию и каталогизацию типов графена и графеноподобных материалов, а также поможет подыскать каждому материалу наиболее подходящую для него область применения.

Координаты позволяют сортировать графеноподобные материалы по числу слоев в материале, латеральном размере и соотношении C/O. (Рисунок из Angew. Chem., Int. Ed., 2014, DOI: 10.1002/anie.201403335)

Как отмечает принимавший в исследовании Петер Вик (Peter Wick), каждый раз при инициировании исследования в новой области возникает проблема того, как назвать новый материал и какими свойствами он может обладать. Это зачастую порождает проблемы, связанные с тем, что различные группы работают над получением и изучением одного и того же объекта, но называют его по-разному, что часто и случается с графеноподобными материалами.

Новая система классифицирует графеноподобные материалы по их положению в трехмерной сетке координат, включающей в себя три параметра – число слоев графена в материале, средний латеральный размер и соотношение числа атомов углерода и кислорода. Так, например, нанолисты графена располагаются в одном углу этой координатной системы, медленно переходя в микропластины графита, к которым материал относится, если число слоев в нем достигает десяти, а размер достигает 250 нм. Как полагают исследователи, разработанная координатная система представляет собой первый шаг по направлению категоризации различных типов графина, который основан на трех характеристиках, которые можно измерить без проблем.

Вик, работающий в Швейцарских Федеральных Лабораториях Материаловедения и технологии, также надеется, что координатная система также поможет соотнести физико-химические и биологические свойства различных графеноподобных материалов. Он полагает, что таким образом удастся увеличить безопасность графеноподобных материалов при использовании их, в первую очередь, в биомедицине.

Вейбо Кай (Weibo Cai), изучающий биомедицинское применение материалов на основе графена и оксида кремния в Университете Висконсин, отмечает, что разработка универсальной системы классификации для графена и его производных очень важен. Он добавляет, что разработанная Виком координатная сетка опирается на полезные свойства материалов ряда графена, и сможет оказать существенное влияние на развитие материаловедения.

Источник: Angew. Chem., Int. Ed., 2014, DOI: 10.1002/anie.201403335

метки статьи: #графен, #нанотехнологии