Химики МГУ создали графеновых «наномедуз»

Студенты и сотрудники химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова синтезировали и модифицировали графеновые наночастицы особого типа, по форме напоминающие медуз. Особенности строения этих частиц позволяют использовать их в каталитических процессах, а также при изготовлении проводящих полимеров. Результаты работы опубликованы в журнале Applied Surface Science.

Графен — одна из аллотропных модификаций углерода, то есть одна из форм существования «чистого» углерода, отличающаяся от других строением и свойствами. Графен представляет собой двумерную решетку из шестиугольных ячей. Такие свойства как прочность, теплопроводность и способность пропускать электрический ток определили его важную роль во многих исследованиях химиков и физиков-наноэлектронщиков.

«Суть нашей работы заключалась в синтезе и модификации уникальных графеновых наночастиц. Полученные структуры имеют весьма интересный вид: слои графена загнуты по краям, модифицированным функциональными «хвостами». Из-за очевидного внешнего сходства мы назвали изделия "медузообразные графеновые наночешуйки"», — рассказывает Сергей Черняк, кандидат химических наук, научный сотрудник кафедры физической химии химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.

Наночастицы состоят из нескольких небольших по размеру (менее 50 нм) слоёв графена, при этом их края загнуты из-за особенностей методики получения – ускоренного катализаторами термического разложения углеводородов. После химической обработки азотной кислотой края чешуек покрываются функциональными кислородными группами, которые можно преобразовать в азотные «хвосты» под действием аммиака при высокой температуре. Исследование тонкой структуры стало возможным благодаря применению целого комплекса физико-химических методов — различных видов спектро- и микроскопии.

«Подобные материалы обладают очень развитой поверхностью, поэтому могут быть использованы в изготовлении электродов для суперконденсаторов и батарей. При этом модификация их поверхности атомами азота помогает варьировать электрохимические и сорбционные (поглотительные) свойства. Также они обладают потенциалом для использования в каталитических процессах и в изготовлении проводящих многокомпонентных полимеров», — заключает Сергей Черняк.

Данная публикация является частью курсовой работы студентки под руководством Сергея Черняка.