«Нобелевский» графен снова показал чудеса

- Графен надо рассматривать как гигантскую молекулу, которую в отличие от других молекул, можно всячески изменять путем химических реакций, - эти слова нобелевский лауреат Андрей Гейм произнес совсем недавно, когда представлял вместе со своими коллегами новый изобретенный материал - флюорографен (см. «КП» за 10.11.2010). Он, по словам авторов открытия, способен благодаря своим свойствам составить конкуренцию тефлону: по прочности он в три раза уступает графену, но превосходит по этому параметру сталь в полтора раза! Кроме того, это термостойкий изолятор, который может работать как полупроводник. Число возможных практических применений этого материала бесконечно: от сверхбыстрых транзисторов толщиной в одну молекулу и сенсоров, способных определить присутствие одной-единственной токсичной молекулы, до новых сверхлегких материалов для авиации и принципиально более качественных LCD-мониторы. - И все это мы получили, лишь прикрепив к каждому атому углерода в графене фтор, - объяснял нобелевский лауреат.

Углерод толщиной в один атом обладает исключительными свойствами.

И сегодня, следуя подсказке мэтра, ученые ринулись экспериментировать с этим чудо-веществом. Так, на днях специалистам Университета Райса (США) удалось получить одно- и многослойный графен, который подходит для работы с обычным столовым сахаром и двумя другими углеродсодержащими веществами, сообщает compulenta. Кроме того, ученые показали, что их метод позволяет изготавливать крупные образцы одно-, двух- и многослойного графена при невысокой температуре в 800 ˚C. А весь процесс по выращиванию легированного графена, по утверждению ученых, легко модифицируется и проходит довольно быстро. Эксперимент выполнялся на стандартной кремниевой подложке с покрытием из SiO2, поверх которого располагался слой меди, служившей катализатором. Сначала ученые нанесли на медное основание тонкую пленку полиметилметакрилата (PMMA), после чего - при нагревании и низком давлении - пускали в камеру водород и аргон. Уже через 10 минут пленка PMMA превращалась в графен.

Схема эксперимента и изображения графеновых пленок. Стрелками отмечены атомы меди.

В отдельной серии опытов к исходному раствору PMMA добавляли меламин. Описанная выше процедура повторялась при атмосферном давлении, и на выходе ученые получали графен, легированный азотом. Тестировали и другие исходные материалы, пробуя при этом сменить источник углерода. Так, в одном из опытов исследователи, разместив на участке медной фольги площадью в 1 см² 10 мг сахарозы, повторили все необходимые операции - в результате был получен графен по качеству не отличающийся от предыдущих образцов. Третьим испробованным материалом стал флуорен. Чудеса с графеном продолжается. А еще немного – и он заменит кремний в микросхемах. Тогда будет полный «аватар»! Кстати, а вы знаете, где ночью прочитать самые смешные анекдоты? Читайте их и смейтесь в нашем блоге «Толкователи сновидений». И пишите, что вам снится - мы растолкуем!