Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
Корейские физики научились использовать шаровую дробилку для превращения графена в полупроводник, присоединяя к нему молекулы атмосферного азота, который можно использовать для создания солнечных батарей или извлечения азота при производстве химических реактивов, говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.
«Азот — самый распространенный газ в атмосфере. Его двухатомные молекулы крайне инертны, и их можно сравнивать с графитом, который считается самой химически стабильной формой углерода. Их „склейка“ является крайне сложной задачей, которую нам удалось решить», — заявил Чон-Пом Пэк из Национального института науки и технологий в городе Ульсан (Корея).
В 2012 году Пэк и его коллеги изобрели крайне остроумную и «сверхбюджетную» методику изготовления графена, используя порошок из графита, кристаллы сухого льда и шаровую дробилку. В новой работе они использовали ту же технологию для одновременного производства графена и фиксации азота внутри него.
Еще в ходе предыдущих опытов ученые заметили, что частички графена, которые возникали внутри дробилки, легко присоединяли к себе молекулы углекислоты и других газов. Это натолкнуло их на мысль, что эту же методику можно использовать для «склейки» крайне инертных молекул азота с углеродными пластинками.
Они проверили эту идею, перемолов несколько кусочков графита в дробилке, внутри которой присутствовали лишь молекулы азота и углеродный материал. Эксперимент завершился удачно — при определенной температуре воздуха и давлении молекулы азота начали присоединяться к атомам углерода на «сломанных» краях пластин из графита.
Эти связи оставались стабильными и при превращении графита в графен, что позволило ученым получить значительное количество «нобелевского углерода» с встроенными в него атомами азота. Этот материал обладает полупроводниковыми свойствам, что позволяет использовать его в качестве основы для солнечных батарей и топливных ячеек, заключают авторы статьи.