поиск |
Новости химической науки > Свежий взгляд на тайну пленок из оксида графена8.1.2015 ![]() ![]() Исследователи из Северо-Западного Университета США нашли ответ на загадку, которая уже несколько лет ставила в тупик специалистов по химии материалов, причем разгадка оказалась довольно простой и тривиальной.
Как и многие коллеги, Цзясин Хуан (Jiaxing Huang) не понимал, чем обусловлена высокая устойчивость пленок из оксида графена [graphene oxide (GO)] по отношению к воде. Теоретически можно было предположить, что отдельные слои оксида графена в воде должны приобретать отрицательный заряд и отталкиваться друг от друга, что, в свою очередь, должно приводить к разрушению мембраны. Тем не менее, в ранних работах, посвященных мембранам из оксида графена, отмечалась стабилизация таких мембран в воде, а не их разрушение. По словам Хуана, такое поведение графеноксидных мембран ставило в тупик многих ученых.
Слева – разрушившаяся в воде мембрана из чистого оксида графена. Загрязненная пленка из оксида графена (рисунок справа) сохраняет устойчивость. (Рисунок из Nature Chemistry, 2015; DOI: 10.1038/nchem.2145)
Оксид графена, продукт окисления графита, часто применяется в качестве прекурсора для получения графена, двумерной аллотропной модификации углерода, привлекательной своей уникальной прочностью, низкой плотностью и электронными свойствами. Тем не менее, за последние три года внимание ряда исследователей привлекает и сам оксид графена, в том числе и из-за потенциальной возможности применения этого материала для разделения сложных смесей.
После многолетнего изучения материала Хуан установил, что секретом таинственной устойчивости оксида графена является непреднамеренное введение в материал добавок, загрязняющих его. Для получения оксида графена часто применяется кислотное напыление отдельных листов оксида графена за счет его пропускания через пористые фильтрующие диски из анодированного оксида алюминия – такие диски часто применяются для получения мембран и на основе других наноматериалов. Исследователи из группы Хуана обнаружили, что в ходе процесса такого распыления происходит коррозия алюминия в кислой среде, приводящая к образованию значительного количества ионов Al3+. Положительно заряженные ионы связываются с отрицательно заряженными листами оксида графена, стабилизируя образующуюся мембрану.
Как отмечает Хуан, загадка устойчивости графеноксидных мембран была решена после применения базовых знаний по неорганической химии, известных каждому школьнику – стабильность мембран из оксида графена является всего лишь вопросом чистоты образца. Другие поливалентные ионы металлов, как например ион марганца, который может образовываться в процессе синтеза оксида графена, также может способствовать сшивке отдельных слоев оксида графена.
Результаты исследования Хуана также позволяют говорить о том, что пленки оксида графена на так прочны, как это предполагалось ранее: прочность чистых графеноксидных пленок, не содержащих сшивающих ионов-загрязнителей, в три-четыре раза меньше, чем прочность мембран, стабилизированных случайно попавшими в материал в процессе его получения ионами.
Источник: Nature Chemistry, 2015; DOI: 10.1038/nchem.2145 метки статьи: #графен, #нанотехнологии, #неорганическая химия, #химия твердого тела Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru Комментарии к статье:
Вы читаете текст статьи "Свежий взгляд на тайну пленок из оксида графена" Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru |
Читайте также:
Все новости
20.12.2024 Главное, ребята, печенью не стареть! 23.10.2024 Насколько критично содержание кадмия в колумбийском какао? 11.8.2024 Лекарства на малых молекулах: только вверх! 7.8.2024 Имплантируемые батареи заряжаются от кислорода прямо в организме??? 7.8.2024 Почему некоторые исследователи считают, что кальций - это будущее аккумуляторов 23.3.2023 Эта новая молекула обязана своей хиральностью только кислороду. Подписка на новости
Новости компаний
23.12.24
|
НПП СпецТек, ООО
Все новости
В системе стандартов ISO 55000 прошло масштабное обновление в 2024 году 07.08.24 | Самарская область Самарская область ведет переговоры о производстве композитного углеволокна 08.06.24 | «Химпром» признан лучшим объектовым звеном в Нoвочебоксарске «Химпром» признан лучшим объектовым звеном в Нoвочебоксарске 03.04.23 | Химпром, ПАО Работа на «Химпроме» становится все более привлекательной 03.04.23 | Химпром, ПАО Работа на «Химпроме» становится все более привлекательной Подписка на новости
|