REKLAMA

Newsletter

Dołącz do newslettera:
Zaznacz, jakie informacje Cię interesują:

Wyrażam zgodę na przetwarzanie moich danych osobowych przez wydawcę serwisu rynekfarb.pl w celu realizacji usługi „Newsletter rynekfarb.pl". Zapoznałem/zapoznałam się z pouczeniem dotyczącym prawa dostępu do treści moich danych i możliwości ich poprawiania. Jestem świadom/świadoma, iż moja zgoda może być odwołana w każdym czasie, co skutkować będzie usunięciem mojego adresu e-mail z listy dystrybucyjnej usługi.

Potwierdzam zaznajomienie się z Instrukcją dla subskrybentów oraz z Polityką prywatności.

Kliknij i zapisz się bezpłatnie do naszego newslettera ›

Zagadka tlenku grafenu rozwiązana!

Zespół z Northwestern University znalazł odpowiedź na pytanie, które nurtowało materiałoznawców od wielu lat. Dotyczyło ono tlenku grafenu. Okazało się, że rozwiązanie jest zaskakująco proste.

tlenek grafenu

Fot. qwertyuiop / Foter.com / CC BY-NC-SA

Podobnie jak wielu innych naukowców, profesor Jiaxing Huang z McCormick School of Engineering nie rozumiał, dlaczego powłoki z tlenku grafenu (GO) są stabilne w wodzie. Po zanurzeniu poszczególne warstwy GO zyskują ładunek ujemny i odpychają się wzajemnie, co powinno doprowadzić do rozwarstwienia i rozpadu powłoki. Obserwacja wskazywała jednak na co innego – powłoka nie rozpuszczała się, a stabilizowała. „To nie miało żadnego sensu” – stwierdza prof. Huang.

Sprawca – zanieczyszczenie

Tlenek grafenu, produkt oksydacji grafitu, jest często wykorzystywany do uzyskiwania bardzo cienkich – o grubości jednego atomu – warstw węglowych, które są niezwykle wytrzymałe, a przy tym lekkie. Zyskują one coraz większą popularność, ale kwestia ich zachowania w roztworach wodnych do niedawna pozostawała zagadką. Rozwiązanie tego problemu pozwoliłoby wykorzystać powłoki GO do separacji molekularnej, toteż wielu badaczy usilnie go szukało.

Prof. Jiaxing Huang.
Fot. McCormick School of Engineering

Profesor Huang był jednym z nich. Wreszcie, po latach badań, udało mu się – odkrył, że tajemnicze zachowanie tlenku grafenu to po prostu skutek zanieczyszczenia jonami metalicznymi. Aby otrzymać powłokę z GO, naukowcy przepuszczają kwaśną dyspersję pojedynczych warstw przez porowate dyski filtrujące z tlenkiem aluminium. Jest to praktyka powszechnie stosowana przy uzyskiwaniu membran z różnych nanomateriałów. Okazało się, że dyski te w kwaśnym środowisku ulegają korozji i uwalniają dużą ilość jonów aluminium Al3+. Jony te, o ładunku dodatnim, łączą się z ujemnie naładowanymi warstwami GO i stabilizują całą strukturę. Efekt ten może być wzmocniony przez inne wielowartościowe jony metaliczne, takie jak jony manganu, będącego produktem ubocznym syntezy tlenku grafenu.

Sekret wytrzymałości

Jak tłumaczy prof. Huang, wyjaśnienie tego problemu opiera się na absolutnych podstawach chemii nieorganicznej. W rzeczywistości powłoki z tlenku grafenu ulegają rozpadowi w wodzie – wystarczy zadbać o to, by były wolne od zanieczyszczeń. Co ciekawe, jony metaliczne odpowiadają również po części za niezwykłą wytrzymałość warstw grafenu. Bez nich powłoka z GO jest około 3-4 razy słabsza, a więc różnica jest znacząca!

Artykuł na ten temat został opublikowany na początku stycznia w czasopiśmie Nature Chemistry. Profesor Huang napisał go wspólnie z członkami swojego zespołu badawczego z Northwestern University. Badania były częściowo finansowane przez amerykańską Narodową Fundację na rzecz Nauki (NSF – National Science Foundation) oraz Morskie Biuro Badawcze (ONR – Office of Naval Research).

Źródło: McCormick School of Engineering

Czytaj również

Oceń artykuł:
Oceń pozytywnieOceń negatywnie
50%
50%
Ocen: 0
Loading...Loading...
Napisz do redakcji
Podziel się

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

Możesz użyć następujących tagów oraz atrybutów HTML-a: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

 REKLAMA