Sciencemag.cz
Doporučujeme
Jak dostat grafen nebo nanotrubičky do vody a má smysl grafenovou fólii tahat? Novinky ze světa uhlíku.
Oxid grafenu převede uhlík do vody
Na švédské Umea University přišli s technikou umožňující připravit stabilní suspenzi grafenu ve vodě. Metoda by měla být použitelná i pro grafit, aktivní uhlí a další hydrofóbní modifikace uhlíku (což jsou tedy asi všechny). Samozřejmě stejně nepůjde zdaleka o pravý roztok, nicméně i mikrometrové částice teď mohou vydržet rozptýlené po několik dnů bez toho, aby se shlukovaly.
Disperze uhlíku ve vodě usnadní mnohé postupy, lze takto např. získat potah kovové fólie prostě tím, že se na ni uhlíkový „roztok“ ve vodě nastříká nebo natře a vše se nechá uschnout. Použít se jinak sice dají nepolární organická rozpouštědla, ale ani to není bez problémů, navíc tato rozpouštědla jsou oproti vodě dražší nebo mohou být toxická. Jednoduchým řešením má být oxid grafenu. Ten je sám o sobě celkem hydrofilní, navíc ale přidání jeho malého množství dokáže vytvořit ve vodě i disperzi dalších hydrofóbních forem uhlíku; řekněmě, že je to něco jako emulgátor. Není problém pak vytvářet ani povrchy z různých forem uhlíku. Tímto způsobem se daly do disperze přidat např. i uhlíkové nanotrubičky a takto vyrobit elektrody superkondenzátoru. Disperze lze používat i jako náplně (inkousty) do tiskáren.
Autoři výzkumu si již pro svou metodu požádali o patent. Studie byla publikována v Journal of Physical Chemistry Letters.
Vasyl Skrypnychuk et al. Aqueous Activated Graphene Dispersions for Deposition of High-Surface Area Supercapacitor Electrodes, The Journal of Physical Chemistry Letters (2020). DOI: 10.1021/acs.jpclett.0c00272
Zdroj: Umea University/Phys.org
Tahat, tahat
Reálný grafen může být mírně zvlněný, což zhoršuje jeho elektrické vlastnosti – elektrony pak nemohou proudit přímo. Na Basilejské univerzitě proto nyní vyvinuli techniku umožňující vrstvu grafenu vyrovnávat. Jde prostě o tahání grafenu na dvou koncích proti sobě v příslušné rovině. Experimentálně se prokázalo, že po tomto zákroku se rychlost pohybu elektronů v materiálu opravdu zvýší. Studie vyšla ve Physical Review Letters a příslušná technika by mohla být použitelná i pro jiné 2D materiály.
Lujun Wang et al, Mobility Enhancement in Graphene by in situ Reduction of Random Strain Fluctuations, Physical Review Letters (2020). DOI: 10.1103/PhysRevLett.124.157701
Zdroj: University of Basel/Phys.org
2 může být méně než 1
Dvojvrstvý grafen má mnohé podivné vlastnosti (viz třeba „magické úhly“). Teď se např. ukázalo, že je měkčí než monovrstva i než normální trojrozměrný grafit. Pevnost ve směru kolmém k rovině materiálu zřejmě klesá v důsledku specifických interakcí pí elektronů. Ty se dostanou při tlaku mimo svou rovinu, čímž materiál ztrácí pevnost a stává se stlačitelným. U normálního grafitu, ale ani u monovrstvy grafenu toto „vymačkávání elektronů“ nefunguje.
Y. W. Sun et al. Unexpected softness of bilayer graphene and softening of A-A stacked graphene layers, Physical Review B (2020). DOI: 10.1103/PhysRevB.101.125421
Zdroj: Queen Mary, University of London/Phys.org
(Poznámka PH: Znamená to doslova, že dvojvrstva je měkčí/méně pevná, nebo jen při nějakém přepočtu pevnosti na hmotnost apod.?)
