Графен из ацетилена

11.05.2017

Американским ученым удалось разработать способ получения графена из обычного ацетилена. Об этом сообщило издание Journal of Physical Chemistry C. Новый метод не только гораздо проще всех существующих, но и значительно удешевляет производство графена.

Как известно, графен — это материал толщиной в один атом углерода. Он отличается высокой прочностью и уникальными электрохимическими свойствами. Массовому использованию графена мешает сложность производства этого материала. До сих пор попытки «вырастить» графен из атомов углерода заканчивались неудачей.

В 1999 году ученый Родни Руофф из Техасского университета попробовал сделать это с помощью тончайшей иглы. Не получилось. Другие ученые пытались с помощью нанокарандаша ставить точки толщиной в один слой графена. Тоже не получилось.

Успеха добились двое российских ученых — Константин Новоселов и Андрей Гейм, работавшие в Манчестерском университете. В 2004 году они наложили на слой графита клейкую ленту. Затем отклеили пленку, потом опять наклеили, и так до тех пор, пока не остался всего один слой графена толщиной в один атом. Ученые сумели перенести этот микроскопический слой на силиконовую пластину и объявили о своей победе над природой. Эта техника получила название «метод скотча». Удачный эксперимент сделал Новоселова и Гейма нобелевскими лауреатами. К сожалению, такой способ получения графена не подходит для его производства в промышленных масштабах: он хоть и дешевый, но слишком трудоемкий.

Ученые из Технологического института Джорджии, что в Атланте, пошли иным путем. Они решили: раз основой структуры графена является углерод — значит, нужно использовать сырье с высоким содержанием этого элемента. Как заявил один из авторов проекта Узи Лэндман, «так как графен состоит из углерода, мы попытались получить его, используя простейшие углеродные молекулы. Оказалось, что невидимые молекулы этилена действительно можно превращать в гигантские листы графена. Нам также удалось решить проблему дороговизны производства, применив две инновации — катализатор на основе благородного металла родия и нагрев исходного сырья до очень высоких температур».

На данный момент нерешенной остается лишь одна проблема: после завершения реакции получившийся графен остается соединенным с катализатором родием, что препятствует использованию вещества в промышленности. И в планах исследовательской группы доктора Лэндмана — разработка способа отделения графена от родия.