Описан новый способ получения графеновых нанолент

Физики из Швеции, Финляндии и России опробовали оригинальный способ получения графеновых нанолент.

Метод основан на преобразовании — «разрезании вдоль» — однослойных углеродных нанотрубок. Ранее такое превращение уже наблюдалось при воздействии кислорода на нанотрубки, но технология имела существенный недостаток: на краях нанолент оставались атомы кислорода.

Авторы предлагают изготавливать ленты в реакции однослойных нанотрубок не с кислородом, а с молекулярным водородом. По словам сотрудника шведского Университета Умео Александра Талызина, при разработке новой методики исследователи опирались на результаты своих предыдущих экспериментов, в которых с водородом реагировали фуллерены — углеродные молекулы, имеющие вид выпуклых замкнутых многогранников. Было установлено, что Н₂ может полностью «разрушать» фуллерены, и учёные решили выяснить, как это будет проявляться в случае нанотрубок, с обоих концов закрытых полусферическими углеродными колпачками — грубо говоря, половинками молекул фуллеренов.

В опытах нанотрубки взаимодействовали с водородом при температуре 400–550 ˚C. Наблюдая за образцами, физики отметили, что часть атомов углерода (около одной трети) образовывала ковалентные связи C–H, и в результате этого некоторые трубки «раскрывались», образуя искомые наноленты.

Рис. 1. Нанотрубка и нанолента с присоединённым к её краям водородом (иллюстрация авторов работы).

На краях нанолент, естественно, располагались атомы водорода, однако эту особенность методики, как объясняет г-н Талызин, вполне можно считать её преимуществом. Дело в том, что «раскрытие» нанотрубок с присоединённым к стенкам водородом — это путь к созданию совершенно новых наноразмерных структур — графановых лент. Ранее графан (модификацию графена, в которой каждый атом углерода связан с тремя подобными ему атомами и одним атомом водорода) синтезировали самым очевидным способом — в реакции графена с Н₂. Если графен находится на подложке и для реакции доступна только одна сторона углеродного листа, задача становится очень сложной; с искривлённой поверхностью нанотрубок водород взаимодействует гораздо охотнее.

Результаты исследований опубликованы в статье:

Alexandr V. Talyzin, Serhiy Luzan, Ilya V. Anoshkin, Albert G. Nasibulin et al.Hydrogenation, Purification, and Unzipping of Carbon Nanotubes by Reaction with Molecular Hydrogen: Road to Graphane Nanoribbons.  – ACS Nano. – Article ASAP DOI: 10.1021/nn201224k; Publication Date (Web): April 19, 2011.

Источник(и):

1. Университет Умео

2. compulenta.ru

http://www.nanonewsnet.ru/news/2011/opisan-novyi-sposob-polucheniya-grafenovykh-nanolent