17:16 / 15.08.2019 / Евгения Комарова Наука графен

Слабые блоки помогли укрепить «бумагу» из оксида графена

Москва, 07.03.2021, 21:10:10, редакция ПРОНЕДРА.РУ, автор Евгения Комарова.

Исследователи из Северо-западного университета показали, что для получения более прочной «бумаги» из оксида графена (GO) нужно смешать твердые (крепкие) хлопья с пористыми (слабыми).

Открытие поможет повысить качество материалов из GO и пролить свет на основную проблему материаловедов – как создать наномерную архитектуру в макроскопической структуре без потери желаемых свойств, сообщает eurekalert.org. Выводы исследования опубликованы в Nature Communications.

«Если перевести на человеческий язык, сотрудничество очень важно, — сказал профессор Цзясин Хуан, руководитель проекта. – Отличные игроки могут испортить команду, если не будут работать вместе. Здесь мы добавили несколько слабых участников, укрепивших группу».

Исследование было проведено 4 командами. Помимо Хуана, в нем участвовали группы профессоров Орасио Эспиносы, СонБиня Нгуена и Тэ Хи Хана, сейчас работающего в южнокорейском Университете Ханьяна.



GO легче получить, чем графен. Ученые часто используют его как модельный материал. При удалении воды, хлопья оксида создают «бумагу», диаметром несколько дюймов и толщиной менее 40 мкм. Вместе их удерживают только межмолекулярные силы. Изучая влияние дыр на прочность хлопьев GO, ученые обнаружили, как укрепить материал.

Использовав смесь аммиака и перекиси водорода, специалисты химически вытравили отверстия в оксиде графена. Хлопья, оставленные в жидкости на 1-3 ч, были значительно слабее необработанных аналогов. После 5 ч в растворе их нельзя было измерять из-за хрупкости. Неожиданно команда обнаружила, что бумага из рыхлых хлопьев оказалась прочнее, чем из твердых. При использовании сырья, 1 ч вымачиваемого в растворе, продукт всего на 10% уступал контрольному. При добавлении 10% и 25% пористых структур к твердым, прочность бумаги увеличилась на 95% и 70% соответственно.

Результаты можно прямо применять к другим двумерным материалам. По словам Хуана, они помогут создать более качественные продукты из оксида графена. На следующих этапах специалист планирует протестировать подход на волокнах GO.

Комментарии

Ваше мнение

  • Разработан многофункциональный графеновый полупроводник

    29.07.2019 / 3:30

    Исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли разработали тонкое графеновое устройство, переключающееся из состояния полупроводника в изолятор и обратно без потери энергии.

    Изменения происходят за счет нажатия переключателя, сообщает eurekalert.org. Выводы исследования опубликованы ...

  • Графеновая губка открыла новый потенциал литий-серных батарей

    04.05.2019 / 12:35

    Исследователи из Технологического университета Чалмерса, Швеция, совершили многообещающий прорыв в сфере литий-серных аккумуляторов, соединив католит с графеновой губкой.

    Тоеретически, энергоемкость литий-серных батарей в 5 раз превышает показатели литий-ионных аналогов. Инновация исследователей ...

  • Ученые пробурили белый графен для создания искусственных атомов

    19.04.2019 / 9:45

    Исследователи из Университета Орегона проделали сфокусированным галлием ионным лучом отверстия в двумерном листе шестигранного нитрида бора для создания искусственных атомов, генерирующих отдельные фотоны.

    Эти атомы, работающие на открытом воздухе и при комнатной температуре, могут стать ...