С момента вручения Нобелевской премии за эксперименты по исследованию графена прошло более десяти лет, но эффективной и недорогой методики для его массового производства как не было, так и нет. Правда, есть наблюдения, которые могут в этом помочь. Одно из них теоретически обосновали российские учёные, что открывает путь к перспективной и доступной технологии для выпуска высококачественного графена в промышленных масштабах.
Источник изображения: Дарья Сокол, пресс-служба МФТИ
Несколько лет назад в одном из исследований учёные из «Сколтеха» обнаружили, что графен высокого качества получается при импульсном нагреве лазером оксида графена до 3300–3800 К в обычной воздушной атмосфере. Удивительное в этом было то, что углеродные материалы хорошо горят в атмосферном кислороде при температуре в 5 раз меньшей. Тем не менее, «закалка» лазером давала хорошо структурированный графен, что требовало своего теоретического обоснования.
Воспользовавшись методами суперкомпьютерного атомистического моделирования, российские учёные изучили процесс восстановления оксида графена при высоких температурах. Более того, учёные воспроизвели схему коллег и повторили эксперименты с тем же результатом. Моделирование показало работу двух противоположных процессов одновременно: один из них сопровождался горением материала, а другой — процессами структурирования. Расчёты показали, что оксид графена выгорал на дефектах и границах графеновых листов, где атомы углерода были наиболее химически активны, а упорядочивание структуры происходило в центральных областях.
Рассмотренная методика интересна тем, что использование лазера для восстановления графена привлекательно своей дешевизной и возможностью контролируемо управлять качеством получаемого материала. Сам оксид графена при этом получается химическим путём из обычного графита. Будет ли предложенная методика реализована в производстве, остаётся только догадываться. Статья о работе опубликована в издании Carbon.
Источник: 3dnews.ru
