Графен, легкий, тонкий и гибкий материал, может использоваться, среди прочего, для повышения прочности и скорости экранов компьютерных дисплеев, электрических / фотонных схем, солнечных элементов и различных медицинских, химических и промышленных процессов. Он состоит из одного слоя атомов углерода, связанных вместе повторяющимся узором шестиугольников.
Впервые выделенный 15 лет назад профессором физики Манчестерского университета в Англии, он настолько тонкий, что считается двумерным и считается самым прочным материалом на планете.
Викас Берри, доцент и заведующий кафедрой химического машиностроения, и его коллеги использовали химический процесс для прикрепления наноматериалов к графену без изменения свойств и расположения атомов углерода в графене. Таким образом, ученые UIC сохранили подвижность электронов графена, которая необходима в высокоскоростной электронике.
По словам Берри, добавление плазмонных наночастиц серебра к графену также увеличило способность материала повышать эффективность солнечных элементов на основе графена в 11 раз.
Исследование, финансируемое Национальным научным фондом (CMMI-1030963), было опубликовано в журнале Nano Letters.
Вместо добавления молекул к отдельным атомам углерода графена новый метод Берри добавляет атомы металлов, таких как хром или молибден, к шести атомам бензоидного кольца. В отличие от углеродных связей, эта связь делокализована, что сохраняет расположение атомов углерода неискаженным и плоским, так что графен сохраняет свои уникальные свойства электропроводности.
По словам Берри, новый химический метод присоединения наноматериалов к графену произведет революцию в технологии графена за счет расширения области его применения.
«Было сложно связать графен с другими наносистемами, потому что графену не хватает химического закрепления», – сказал он. "И если химический состав графена изменить, чтобы добавить якоря, он потеряет свои превосходные свойства.
Особенность нашей химии позволит интегрировать графен практически с чем угодно, сохраняя при этом его свойства.
«Мы предполагаем, что наша работа будет стимулировать всемирный переход к химии с« центром в центре кольца »для взаимодействия графена с другими системами."