Главная  Информация для покупателей  Новости науки  Смешанный с фосфореном графен стал во много раз прочнее

Смешанный с фосфореном графен стал во много раз прочнее

23 апреля 2020


Не так давно мир узнал о новом материале, имеющем колоссальную прочность при тончайшем слое. Речь идет о графене — материале с толщиной слоя в 1 углеродный атом. Графен имеет уникальные свойства, которые сделали его незаменим в разных областях науки и техники. Однако даже такое «совершенство» обладает некоторыми недочетами. Например, невозможно эффективно распределять напряжение в структуре, состоящей из нескольких листов графена. Это происходит, потому что многие методы создания таких пленок не учитывают возможность заранее задать тип их взаимодействия. Из-за этого плёнки становятся менее прочными. Однако графен хорош тем, что с помощью определенных манипуляций, предотвратив возникновение и распространение трещин материала, можно повысить его прочность. Именно этим длительное время были заняты китайские ученые, которым всё-таки удалось создать рекордно прочные графеновые плёнки.

Ученые внедрили между слоями графена «принципы», присущие водородным, ионным, ковалентным и П-П связям — все вместе они могли бы значительно улучшить прочность графена и придать ему свойства пластической деформации. Для этого был дополнительно использован слоистый чёрный фосфор — фосфорен. Это искусственно изготовленный материал, который также, как и графен, имеет толщину слоя в один атом вещества — аллотропия фосфора. Его называют конкурентом графена среди двумерных материалов, так как оно имеет одно особенное свойство, а именно ненулевую фундаментальную запрещенную зону. Таким образом, модифицируя структуру материала, фосфор можно изменяться и дополняться графеном при участии связующего полимера.

Синтезированный материал на основе этих двух веществ приобрёл новые показатели предельной деформации. Это поистине рекордные значения: энергия поглощения составила около 52 МДж/м3, предел прочности — до 653 МПа. Проверяя свойства материала на испытательных машинах, он также поразил своей гибкостью — отсутствовало ухудшение ёмкости даже в результате 10 тыс. циклов сгибания на 180 градусов. Такое явление было обосновано эффектами трех процессов: во-первых, фосфорен выступил в роли смазки, предохраняющей химические связи от разрушения; во-вторых, фосфорен помог графену стать более компактным за счёт уменьшения пустот между слоями; в-третьих, произошло упорядочение структур органических молекул в результате стэкинга с графеновыми листами. В дополнение к этим эффектам новый материал приобрёл улучшенную удельную электропроводность, превосходящую этот показатель у чистого графена более чем в 2 раза. Здесь же можно упомянуть и улучшение теплопроводности.

info30-05-19-imgs_SMM_Feb_2019_0016_18


Бренды по теме
Другая информация
27 сентября 2021
Разрабатывается мощный метод спектроскопии на фотонном уровне с двумя гребенками

Этот метод является мультиплексным, систематические эффекты сводятся к минимуму, и может быть достигнута большая согласованность спектров.

23 сентября 2021
Воспроизведено «шоковое» образование естественных квазикристаллов в метеорите Хатырка

Уникальное на сегодняшний день явление естественных квазикристаллов требует объяснения как возможности, так и редкости их образования за пределами лаборатории.

20 сентября 2021
Созданы высокоподвижные наноразмерные магнитные искусственные реснички

Ученые представили метод получения самых маленьких высокоподвижных искусственных ресничек с размерами, равными их биологическим аналогам.

16 сентября 2021
Биоартифицированная поджелудочная железа обеспечивает контроль за выделением инсулина

Новый подход потенциально может повысить успех заместительной терапии β-клетками, чтобы помочь многим пациентам с диабетом 1-го типа.

13 сентября 2021
Микроядерные реакторы могут быть установлены в саду за каждым домом

Ядерные реакторы могут появиться в ближайшем к вам городе или районе очень скоро благодаря прорывам, достигнутым в небольших модульных ядерных реакторах.

Вся информация


Сайт использует файлы cookies. Продолжая просматривать сайт Вы соглашаетесь с использованием cookies. Хорошо!