Более десятилетия различные группы ученых с переменным успехом пытались синтезировать новый материал, форму углерода, называемую графин (graphyne), который во многих чертах подобен широко известному графену. И лишь недавно исследователи из Колорадского университета в Боулдере разработали методику, позволяющую выполнять синтез графина с гарантией получаемого результата. Данное достижение позволит в ближайшем будущем более тщательно изучить свойства графина, который обладает перспективами его использования в областях электроники, оптики, нанотехнологий и т.п.

В природе существует несколько способов, которыми атомы углерода могут связываться друг с другом и формировать различные формы углерода, аллотропы. По возможностям создания химических связей гибриды углерода обозначаются, как sp2, sp3 и sp. К примеру, самый распространенный графит состоит из sp2-углерода, а менее распространенный алмаз - из sp3-углерода.

Однако, существующие методы химического синтеза позволяют без всяких проблем синтезировать аллотропы углерода состоящие из одного типа гибридных атомов. Именно так в свое время и были получены графен, фуллерен и некоторые другие углеродные материалы. Получение же графина, материала в котором присутствуют разные типы атомов углерода и углеродных связей, оказалось делом очень и очень сложным, и до последнего времени было получено лишь несколько крошечных частичек этого материала.

Ученые из Колорадского университета, синтезировавшие графин, работают в направлении так называемой реверсивной химии, сложных химических реакций, которые позволяют получать молекулярные структуры и кристаллические решетки заданного типа, такие, как синтетические полимеры из молекул, подобных ДНК. И ученые решили попробовать применить весь свой опыт для попытки синтеза графина.

После некоторых теоретических исследований ученые решили использовать процесс под названием метатезис алкина (alkyne metathesis). Этот процесс основывается на органической химической реакции, которая влечет за собой перераспределение, сокращение и преобразование алкиновых связей. Рассчитав с высокой точностью термодинамику процесса и обеспечив контроль за кинетикой химической реакции, ученые смогли успешно синтезировать графин, при этом в такой его форме, которую синтезировать не удавалось никогда прежде.

Получив в руки работоспособную технологию синтеза графина и первые образцы материала, ученые собираются продолжить работу в направлении обеспечения крупномасштабного промышленного производства. Параллельно с этим будут вестись исследования свойств полученных образцов и методов управления свойствами материала при помощи внешних воздействий различного рода.

"В будущем мы рассчитываем упростить процедуру синтеза графина, что сможет существенно снизить затраты на производство этого материала" - пишут исследователи, - "А изучение свойств материала покажет нам, в каких именно областях науки и техники использование графина имеет самые большие перспективы".



Ключевые слова:
Графин, Graphyne, Материал, Атом, Углерод, Синтез, Химическая, Реакция, Свойства

Первоисточник

Другие новости по теме:

Новый материал, графин, имеет большие перспективы использования в электронике, чем графен.

Ученым удалось синтезировать первые образцы карбина - самого прочного и твердого материала на сегодняшний день

Еще одна форма углерода, деформированный трехмерный графен, сулит новые перспективы в электронике и других областях

Получена новая форма углерода, превосходящая по прочности прочность алмаза.

Новые сверхплотные формы углерода будут сиять ярче бриллиантов.

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.