Naukowcy z powodzeniem zsyntetyzowali grafen

Naukowcy z University of Colorado Boulder i Qingdao University of Science and Technology zsyntetyzowali zwodniczą formę węgla zwaną grafenem. Grafen od dawna interesuje naukowców ze względu na jego podobieństwo do grafenu. Jednak pomimo dziesięcioleci pracy i teoretyzowania, do tej pory powstało tylko kilka części.

„Cała publiczność, cała dziedzina, jest naprawdę podekscytowana, że ​​ten długotrwały problem lub ten fikcyjny materiał został wreszcie zrealizowany” – powiedział Yiming Hu, główny autor gazety.

Istnieją różne sposoby konstruowania właściwości węgla w zależności od tego, w jaki sposób stosuje się węgiel zhybrydyzowany sp2, sp3 i sp (lub różne sposoby, w jakie atomy węgla mogą wiązać się z innymi pierwiastkami) i odpowiadające im wiązania. Wykorzystując tradycyjne metody chemiczne, naukowcom na przestrzeni lat udało się stworzyć różne alotropy. Jednak metody te nie pozwalają na trzymanie razem różnych rodzajów węgla w jakiejkolwiek dużej pojemności, takiej jak wymagana jest w przypadku grafenu, który opuścił materiał teoretyczny — który, jak się uważa, ma unikalne właściwości przewodnictwa elektronicznego, mechanicznego i optycznego —pozostać głównie teoretycznie.

Zhang, profesor chemii na CU Boulder, bada chemię odwrotną, chemię, która umożliwia samokorektę wiązań, umożliwiając tworzenie nowych, uporządkowanych struktur lub sieci, takich jak syntetyczne polimery podobne do DNA.

Tworzenie grafenu to „naprawdę stare, od dawna pytanie, ale ponieważ narzędzia syntetyczne były ograniczone, zainteresowanie spadło”, on, który był doktorem. Uczeń z grupy laboratoryjnej Zhanga skomentował. „Ponownie podnieśliśmy ten problem i użyliśmy nowego narzędzia do rozwiązania naprawdę ważnego starego problemu”.

Stosując proces zwany reakcją podwójnego alkenu – reakcję organiczną, która obejmuje redystrybucję lub cięcie i ponowne tworzenie wiązań chemicznych alkenów (rodzaj węglowodoru z co najmniej jednym wiązaniem potrójnym węgiel-węgiel) – oprócz termodynamiki i kontroli kinetycznej, grupie udało się stworzyć to, czego nie stworzył: Materiał, który może konkurować z przewodnictwem grafenu, ale z kontrolą.

„Istnieje bardzo duża różnica[między grafenem a grafenem]ale w dobry sposób” – powiedział Zhang. „To może być następna generacja fajnych rzeczy. Dlatego ludzie są tak podekscytowani”.

Chociaż materiał został pomyślnie utworzony, zespół nadal chce przyjrzeć się jego szczegółom, w tym temu, jak materiał jest tworzony na dużą skalę i jak można nim manipulować.

„Naprawdę staramy się zbadać ten nowy materiał z wielu wymiarów, eksperymentalnie i teoretycznie, od poziomu atomowego do rzeczywistych urządzeń” – powiedział Zhang o kolejnych krokach.

Wysiłki te z kolei powinny pomóc w ustaleniu, jak wykorzystać właściwości przewodnictwa optycznego i elektronicznego materiału do zastosowań przemysłowych, takich jak akumulatory litowo-jonowe.

„Mam nadzieję, że w przyszłości będziemy mogli obniżyć koszty i uprościć procedury interakcji, a wtedy, miejmy nadzieję, ludzie naprawdę skorzystają z naszych badań” – powiedział Hu.

Zhang podkreślił znaczenie wsparcia multidyscyplinarnego zespołu, dodając: „Bez wsparcia wydziału fizyki i bez wsparcia kolegów ta praca prawdopodobnie nie może być wykonana”.