Назад, к саже?

Версия для печатиПослать по почте
Аморфный углерод и оксид графена

Исследователи из Сингапура раскрыли потенциал доступного материала, который может стать заменой дорогого графена и его аналогов в различных электрохимических приложениях.

Графен представляет собой двумерную аллотропную модификацию углерода, образованную слоем атомов углерода толщиной в один атом, находящихся в sp2-гибридизации и соединённых посредством σ- и π-связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку. Его можно представить как одну плоскость графита, отделённую от объёмного кристалла.

Графен обладает большой механической жёсткостью и хорошей теплопроводностью. Высокая подвижность носителей заряда (максимальная подвижность электронов среди всех известных материалов) делает его перспективным материалом для использования в самых различных приложениях, в частности, как будущую основу наноэлектроники.

В настоящее время, увы, не имеется эффективного метода получения больших количеств высокочистого графена, поэтому электрохимические исследования и практические приложения ограничены тем, что исследователи изучают химически модифицированные аналоги графена. Одним из таких материалов является термически восстановленный оксид графена [thermally reduced graphene oxide (TRGO)]. Термически восстановленный оксид графена используется достаточно широко, поскольку его свойства близки свойствам чистого графена, процесс его производства проще процесса производства чистого графена, но все же достаточно длительный и дорогостоящий.

Аморфный углерод [amorphous carbon (AC)] представляет собой другую аллотропную модификацию углерода, газовую сажу, которую производить гораздо проще, чем термически восстановленный оксид графена. Основные структурные мотивы восстановленного оксида графена и аморфного углерода близки, поэтому исследователи из группы Мартина Пумера (Martin Pumera) решили изучить сходства и различия двух материалов с помощью спектральных и электрохимических методов.

К удивлению, исследователи обнаружили, что ряд электрохимических свойств восстановленного оксида графена и аморфного углерода очень близки. Исследователи отмечают, что в ряде приложений, например – в качестве электродного материала, термически восстановленный оксид графена может быть заменен газовой сажей практически без потери производительности.

Эндрю Минетт (Andrew Minett), специалист по материалам для электродов из Университета Сиднея отмечает, что полученные химиками из Сингапура результаты важны и в соответствии с ними необходимо заново оценить возможность применения аморфного углерода в электрохимии – простота и дешевизна его получения делает заманчивым использовать газовую сажу вместо «чернового» графена.

В настоящее время Пумера изучает свойства других аналогов графена, полученных различными методами – таким образом он пытается найти связь между свойствами материалов и особенностями их получения.

Категория: