Ученые разработали метод быстрого синтеза нанографенов
Новый метод быстрого и эффективного синтеза нанографенов разработали исследователи из университета Нагои, 24 июня сообщает журнал Nature Communications.
Нанографены — это составные структуры графена, представляющего собой лист из атомов углерода толщиной около 3 нанометров. Он обладает свойствами, которые востребованы в полупроводниковых приборах. Подвижность электронов в структуре графена в несколько сотен раз лучше, чем в материалах текущего поколения.
Нанографены обладают магнитными и электрическими характеристиками, превосходящими характеристики графена. Самым большим препятствием, с которым сталкиваются исследователи при его получении, является огромное количество потенциально возможных структур нанографенов.
Количество вариантов нанографеновых структур увеличивается с увеличением количества бензольных колец (6 атомов углерода в гексагональном образовании), из которых они состоят. Например, даже относительно небольшой нанографен с 10 бензольными кольцами может иметь до 16 000 вариантов.
Поскольку каждый нанографен обладает различными физическими характеристиками, ключом к прикладным исследованиям нанографена является выявление взаимосвязи между структурой и характеристиками как можно большего числа нанографенов. Поэтому ученые пытаются создать библиотеку нанографенов, которая бы содержала данные о свойствах как можно большего числа нанографенов.
Однако нынешний метод синтеза нанографена представляет собой многоступенчатый процесс, в ходе которого получается один тип. Таким образом, для создания библиотеки из 100 нанографенов необходимо было бы провести 100 отдельных реакций сцепления. Даже такое небольшое количество структур делает практически невозможным создание библиотеки.
Для решения этой проблемы ученые разработали реакцию, в которой полициклические ароматические углеводороды используются в качестве шаблонов для синтеза нанографенов.
В результате исследователи смогли получить 13 нанографенов, причем большинство из них являются ранее неизвестными структурами, что доказало как эффективность, так и полезность этого нового метода.
Эта работа формирует потенциал для ускорения создания библиотек нанографенов, что является новым шагом на пути к разработке материалов следующего поколения.
