Sciencemag.cz
Doporučujeme
Amorfní grafit, respektive amorfní grafen, tak nazvali vědci (možná) nově popsanou modifikaci uhlíku. Poptávka po grafitu stoupá mj. kvůli elektrodám Li-Ion baterií v elektromobilech – taková Tesla Model S spotřebuje kolem 54 kg grafitu. David Drabold a Jason Trembly z Ohio University se pokusili hlad po uhlíkových materiálech vyřešit co nejjednodušším způsobem a zkoumali, co by se dalo získat přímo z uhlí. Stačí ho zahřát na teplotu kolem 3 000 K a vznikne přitom vrstevnatý materiál, který můžeme považovat za grafit i grafen – jednotlivé vrstvy ovšem drží pohromadě díky delokalizovaným elektronům – elektronovému plynu mezi vrstvami. Co je na této modifikaci ovšem zvláštní, je její nepravidelnost (tomu má odpovídat právě označení za amorfní). Ve struktuře mřížky sice převládají šestiúhelníky, ale také pěti a sedmiúhelníky. Ve srovnání s grafitem je tento materiál méně vodivý, nicméně v oblastech, kde převažují šestiúhelníky, je elektrická vodivost pořád značná.
Zajímavé na výsledku má být, že podobná vrstevnatá struktura vzniká prakticky bez ohledu na to, jak materiál vypadá předtím (včetně hustoty). Pro výrobu by tedy nebylo třeba uhlí nebo jiný materiál nějak předběžně analyzovat, rozdělovat/čistit apod.
Většina práce je založena na simulacích, vlastnosti amorfního grafitu zbývá ještě prozkoumat prakticky. Pro řadu aplikací by mohl být i vhodnější než grafit/grafen, vlastnosti materiálu by mělo jít dále ladit a nadějná má být hlavně snadnost přípravy.
Poznámka: Amorfní uhlík je již znám i v podobě 2D vrstvy. Těžko tedy říct, zda má smysl mluvit o nové modifikaci.
Viz také: Nový sourozenec grafenu, 2D amorfní uhlík
R. Thapa et al, Ab Initio Simulation of Amorphous Graphite, Physical Review Letters (2022). DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.236402
Zdroj: Ohio University / Phys.org
