Нанотехнологии
Википедия
Нанотехнологии
Нанотехнология представляет собой междисциплинарную область прикладной и фундаментальной науки и техники, которая имеет дело с совокупностью теоретическог... читать далее »
Новости Нанотехнологий
03.06.2013 16:45

Даже «сшитый» из кристаллических зерен графен оказался прочнейшим материалом. Нанотехнологии.

Даже «сшитый» из кристаллических зерен графен оказался прочнейшим материалом
Ученые из Колумбийского университета продемонстрировали, что графен, даже если его «сшить» из множества кристаллических зерен, остается самым прочным материалам в мире.

 Таким образом закончился спор между теоретическими моделями (предсказывавшими, что границы между зернышками будут прочными) и ранними экспериментами (указавшими на то, что «сшитая» структура будет значительно слабее идеальной решетки), сообщает Science Recorder.
Графен, как известно, - это слой из атомов углерода толщиной в один атом, расположенных решеткой типа пчелиных сот. Эта структура сообщает графену уникальные свойства. Например, электричество он проводит быстрее всех других известных человеку материалов.
Руководитель исследования Джеймс Хоун (James Hone), профессор инженерной механики в Колумбийском университете, обращает внимание на то, что первая статья его исследовательской группы в журнале Science описывала прочность графена, не имеющего никаких дефектов – но такой безупречный графен можно получить только на небольшой площади. Широкие листы графена, необходимые для практического использования, должны состоять из множества небольших зерен, соединенных на межзеренных границах.
Новое исследование рассматривает прочность широкоформатных графеновых пленок, изготовленных методом газофазного химического осаждения. Оказалось, что обычно используемые для последующей обработки ГФХО-графена техники ослабляли межзеренные границы – это и показали данные предыдущих экспериментов. Чтобы решить эту проблему, ученые создали новый технологический процесс, уберегающий графен от повреждений.
«Мы взяли новый травящий агент и получили неповрежденные образцы графена. Наши выводы безусловно оспаривают ошибочное мнение о слабости межзеренных границ», - рассказывает Хван-Хён Ли (Gwan-Hyoung Lee), ведущий автор исследования, сотрудник лаборатории Хоуна.
Сейчас методом газофазного химического осаждения ученые научись получать листы графена площадью с экран монитора: отдельные слои графена наращиваются на медной подложке в высокотемпературной печи.
Как говорит Джеффри Кайсар (Jeffrey Kysar), профессор инженерной механики, ГФХО-графен «сшивается» из отдельных кристаллических зерен, у границ которых имеются дефекты в атомной структуре – там графен легче «разрывается».
Оказалось, что прочность графеновых листов больше всего ослабляет химический агент, который обычно использовался для снятия медной подложки. Если его не применять, что ГФХО-графен из миниатюрных зерен, даже при натяжении на межзеренной границе, почти так же (на 90%) прочен, как и графен с идеальной кристаллической структурой.
Межзеренные границы в двухмерных материалах куда более чувствительны к обработке, чем в трехмерных. Но, если их правильно обработать – с минимумом повреждений поверхности – межзеренные границы по прочности не уступят идеальной решетке.
Большие листы графена могут применяться в гибких электронных устройствах и для увеличения прочности деталей. А что еще? Ученые предположили, что графен поможет осуществить давнюю мечту фантастов – космический лифт: спутник на орбите соединяется с Землей длинным тросом из слоев ГФХО-графена.



Источник

© WIKI.RU, 2008–2017 г. Все права защищены.