Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Супертег РИА Наука НГ 2021
Наука

Физики научились превращать природный газ в графен

© Fotolia / arsdigitalМолекулярная структура графена
Молекулярная структура графена
Читать ria.ru в

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.

Слои графена
Корейские физики получили графен при помощи сухого льда и "мельницы"Тонкие листы графена произвольной формы образуются при высыхании растворов из мельчайших пылинок графита, которые можно получить, перемолов смесь из обычного графита и кристаллов сухого льда в шаровой дробилке, заявляют корейские физики в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
"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
Схема 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
Нобелевский лауреат показал, как получить графен в домашних условияхС помощью скотча, мобильника и грифеля карандаша лауреат Нобелевской премии по физике Константин Новоселов показал, как получить графен. Смотрите на видео, как рождается самый тонкий материал в мире.

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.

 
 
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала