Открытие, в котором подробно описан процесс активации красного фосфора с использованием недорогого и широко доступного этоксида калия, растворенного в этаноле, было сделано профессором химии и биохимии бывшего СССР Майклом Шатруком, научным сотрудником постдокторантуры бывшего СССР Алиной Драгулеску-Андраси, бывшим профессором химии бывшего СССР Тайлер Маккуэйд, и Зейн Миллер, недавно получивший докторскую степень на химическом факультете бывшего СССР. Выводы исследовательской группы были опубликованы в ведущем химическом журнале Angewante Chemie.
Это исследование имеет большое значение, потому что текущее исследование использования и преимуществ фосфора затруднено из-за летучей и легковоспламеняющейся природы белой формы элемента, которая обычно использовалась в качестве входа в химию соединений фосфора в растворах.
«Активация фосфора – важный процесс для получения полупроводников и низкоразмерных электронных материалов», – сказал Шатрук. «Но промышленность в настоящее время вынуждена выбирать между использованием белого фосфора, который очень опасен, или красного фосфора, который до сих пор считалось трудным для активации при низких температурах или в больших количествах.
Наша новая методология устраняет препятствия на пути использования красного фосфора в качестве исходного материала и открывает мир возможностей."
Исследовательской группе удалось активировать красный фосфор, используя недорогой этоксид калия в этаноле. Реакция может проводиться при мягком нагревании и обеспечивает доступ к растворимым полифосфидным соединениям. Эти соединения можно использовать для изучения химии фосфора без необходимости использования легковоспламеняющегося белого фосфора.
Фосфор чаще всего используется в удобрениях, зажигательных устройствах и производстве стали, но его уникальные электрические свойства делают его превосходным конкурентом графена, современного элемента электроники следующего поколения. Графен, однослойный графит, способен проводить электричество замечательным образом, но обладает свойствами, которые затрудняют регулирование потока электричества и его включение и выключение по желанию. Фосфор, одинарный слой фосфора, который был обнаружен всего три года назад, также является отличным проводником электричества, но он позволяет контролировать поток электричества, что делает его идеальным для использования в будущей электронике.
Работа исследовательской группы финансировалась грантом Small Business Innovation Research (SBIR) в сотрудничестве с Chemring Ordnance, местной компанией, базирующейся в Перри, штат Флорида.
SBIR позволяют малым предприятиям исследовать свой технологический потенциал, одновременно обеспечивая им стимул для получения прибыли от их усилий по коммерциализации.
«Наш прорыв был бы невозможен без партнерства с Chemring», – сказал Шатрук. "Это отличный пример местного государственно-частного партнерства, направленного на решение проблем и продвижение технологий. Мы очень рады стремлению бывшего Советского Союза поддерживать и продвигать такое взаимодействие."