Sciencemag.cz
Doporučujeme
Co se stane, pokud molekuly proslulého fullerenu C60 (buckyballs, „kopací míč“) nasypeme na zvlněné vrstvy neméně známého grafenu? Grafen bude na místě zvlnění fungovat jako zip, takže molekuly fullerenu se seřadí pěkně za sebe, namísto toho, aby se na grafenovém povrchu rozptýlily náhodně.
Vědci z Brown University (hlavní autor Kyung-Suk Kim) již dříve zkoumali, co se s vrstvami grafenu stane při stlačování ze strany. Namísto vlnek jako na koberci vzniknou ve vrstvě ostré zuby. Má to vyplývat z uspořádání elektronů v grafenu a výsledkem je polarizace, kdy zuby jsou nabity záporně, zatímco údolí nesou kladný náboj.
Nová studie ukazuje, že zvlněný grafen dokáže díky svému náboji interagovat i s dalšími molekulami. Podle simulace, kterou se podařilo potvrdit i experimentálně, se fullereny zarovnají do údolí, přičemž k vertikální polarizaci dojde i u molekul C60. Mezi molekulami C60 pak bude konstantní vzdálenost cca 2 nanometry. Údolí na grafenu přitom nemají podobu přímek, připomínají spíše mírně se vlnící vodní toky.
Na zvlněném grafenu bychom nejspíš takto mohli řadit za sebe i další molekuly, třeba za účelem jejich dalšího spojení (syntéza polymerů, peptidů…?) nebo naopak do „příkopu“ rozvinout složité molekuly a pak snadno zjistit jejich složení – třeba by se takto dalo zefektivnit sekvenování DNA nebo i proteinů, uvádějí autoři studie. Použitý grafen lze také z hlediska parametrů různě ladit, např. použít grafen vyráběný z vláken grafitu typu HOPG (highly oriented pyrolytic graphite), který má tendenci se zvrásnit sám od sebe i bez stlačování.
Mrityunjay Kothari et al, Critical curvature localization in graphene. II. Non-local flexoelectricity–dielectricity coupling, Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences (2019). DOI: 10.1098/rspa.2018.0671
Zdroj: Phys.org
