«3D графен» або «карбонові стільники» – це назви нової модифікації вуглецю, синтезованої у Фізико-технічному інституті низьких температур ім. Б.І.Вєркіна НАН України Н.В.Крайнюковою за участі Є.М. Зубарєва з Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». Ця модифікація отримала таку назву завдяки специфічній формі, що нагадує бджолині стільники. Методами структурної низькотемпературної електронографії та трансмісійної електронної високороздільної мікроскопії виявлено, що синтезована вченими речовина пронизана каналами, стінки яких утворені шарами графену. Перші зразки карбонових стільників було одержано у вигляді плівок, у яких стільникові канали утворюють випадкову решітку. Результати досліджень опубліковані у журналі «Physical Review Letters».
Це відкриття відразу ж пригорнуло увагу завдяки перспективі використання нового матеріалу як легкого та місткого сховища для водневого палива. Саме процес зберігання та транспортування водню, з огляду на його небезпечність та енерговитратність, є ключовою перешкодою на шляху до використання газоподібного водню як відновлюваного паливного джерела. Родина карбонових матеріалів є одним з основних кандидатів в якості таких пористих матеріалів, які б могли вміщувати цей газ, зберігати його та, за необхідності, легко віддавати. Проте, до сьогодні ряд обставин значно ускладнював використання вуглецевих матеріалів, оскільки, наприклад, у нанотрубках доступ до внутрішніх об’ємів є, як правило, блокованим.
В той же час нові структури, створені вченими НАН України, вже продемонстрували високу здатність накопичувати значні кількості інертних газів (криптон, ксенон) та двоокису вуглецю. Можливості накопичення водню у новій структурі, відкритій харківськими вченими, теж значно перевищують рівні, які навіть теоретично можуть бути досягнуті у нанотрубках.
Та цим не вичерпуються нові корисні якості стільникових структур. Їх унікальною особливістю є також можливість структурної адаптації – симбіозу з іншими карбоновими формами і використання їх як «будівельного» матеріалу або матриці для складних композитних сполук. Наповнення стільникових каналів атомами металів або сполук може придати матеріалу унікальні електричні або магнітні властивості. Все це робить стільникові структури багатообіцяючими з точки зору мікро- та нано-електроніки.
Текст підготовлен НАН України.
Comments:
Disqus