Создание новой формы углерода, графина, открывает новые возможности в электронике, оптике и исследованиях полупроводников. Ученые пытались синтезировать графин на протяжении десятилетий, но достичь полного успеха никому не удавалось. В майском номере журнала Nature Synthesis химики из Колорадского университета в Боулдере описывают процесс, в котором была получена эта форма углерода.
Интерес к графину был обусловлен его сходством с другим «чудо-материалом» графеном, который уже занял свое почетное место в промышленности, а открывшим его ученым принес в 2010 году Нобелевскую премию по физике. По словам И-Мин Ху, ведущего автора статьи о графине, на которого ссылается издание SciTechDaily, «все наше сообщество по-настоящему воодушевлено тем, что эта давняя проблема решилась, этот воображаемый материал в конце концов стал реальностью».
Новые или невиданные ранее формы углерода всегда приветствуются из-за их широкого применения в промышленности. Есть разные пути образования аллотропов, то есть альтернативных вариантов соединений из одних и тех же элементов, в зависимости от того, как связываются между собой составляющие их атомы. Наиболее известные аллотропы углерода — это графит и алмаз, атомы углерода в каждой из этих форм соединены по-своему. Используя традиционные химические методы, ученые давно и успешно создают различные аллотропы углерода, включая фуллерен, за открытие которого была присуждена Нобелевская премия по химии 1996 года, и уже упомянутый графен. Но эти методы не позволяют соединять вместе разные типы углерода в структуру с большой емкостью, как та, что ожидалась от графина.
Уникальная электронная проводимость, механические и оптические свойства графина оставались чистой теорией. Группа авторов из Колорадского университета под руководством Вэй Чжана применила нетрадиционный подход. Профессор Чжан изучает обратимые химические реакции, при которых возможна самокоррекция химических связей, что допускает образование ранее неизвестных упорядоченных структур, или решеток, например, синтетических ДНК-подобных полимеров. Подобные реакции он с коллегами решил использовать для создания графина.
Обратившись к процессу под названием метатезис алкенов, при котором происходит перераспределение химических связей в алкенах, определенном типе углеводородов, ученые создали то, что может составить конкуренцию графену по электропроводности, новую форму под названием графин. У графина важное и до сих пор недостижимое в материаловедении преимущество: его электропроводность контролируется.
Марина АСТВАЦАТУРЯН
Нет комментариев