Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Российские ученые выяснили, как лучше хранить оксид графена
Ученые из Сколтеха, МФТИ, Института биохимической физики имени Н. М. Эмануэля РАН и других научных организаций провели исследование, чтобы выяснить, в каких условиях лучше всего хранить оксид графена — перспективный материал, который можно использовать при изготовлении композитных материалов, газовых сенсоров и во многих других областях. Результаты показали, что самые оптимальные условия для оксида графена, в которых его свойства не будут меняться, — низкие температуры и отсутствие света.
Работа опубликована в журнале Surfaces and Interfaces. Графен обладает уникальными свойствами и широко используется в электронике, накопителях энергии и оптоэлектронике. Однако получить чистый графен в больших количествах непросто и дорого, поэтому его заменяют производными соединениями — например, оксидом графена (GO). Ему присущи высокое электрическое сопротивление, низкая теплопроводность и высокая растворимость. Широкое применение в промышленности оксид графена пока не получил из-за своей химической неоднородности, нарушений структуры, которые появляются из-за агрессивной химической среды при синтезе оксида, а также естественного износа материала под воздействием окружающей среды.
«Структура оксида графена при его изготовлении химическими методами очень сложно воспроизводима — она будет всегда разной. И спустя время она начинает деградировать, а у самого оксида графена меняются свойства. Если после изготовления отправить материал в другое место: в другой институт, другую страну, он придет совсем в другом состоянии. И даже когда пробирки будут просто стоять в лаборатории, свойства материала тоже будут меняться. Мы решили провести систематическое исследование того, в каких же условиях лучше всего хранить образцы», — рассказал Дмитрий Квашнин, соавтор работы, доктор физико-математических наук, доцент, ведущий научный сотрудник Института биохимической физики имени Н. М. Эмануэля РАН.
Команда ученых изготовила несколько партий оксида графена, идентичного с точки зрения химического состава и метода получения, и затем поместила их в разные условия: хранение при комнатной температуре и в холодильнике, а также под воздействием света и без него.
«На протяжении 150 дней мы наблюдали за изменением свойств приготовленных образцов: мы смотрели, как меняются спектры поглощения, спектры рентгеновского фотоэлектронного излучения, водородный показатель и вязкость суспензий. Анализ совокупности этих характеристик позволил нам расширить наше понимание процессов, протекающих на поверхности оксида графена, приводящих к структурным изменениям. Мы выяснили, что лучше всего оксид графена хранить в холоде и без воздействия света. Тогда не происходит восстановления, то есть удаления кислородсодержащих групп с поверхности оксида графена, и он не превращается обратно в графен. А при комнатной температуре и под воздействием света он восстанавливается быстрее, это видно даже по изменению цвета раствора — он темнеет», — рассказала первый автор работы Юлия Бондарева, научный сотрудник Центра технологий материалов Сколтеха.
«Чтобы понять, какие именно изменения могут происходить в структуре оксида графена и почему с течением времени он выпадает в осадок, мы воспользовались методами суперкомпьютерного атомистического моделирования. С помощью квантово-химических расчетов мы показали, что в наиболее стабильном состоянии кислородные группы на поверхности оксида графена стремятся объединиться в кластеры. Это отличается от основной массы используемых в литературе моделей, которые предполагают равномерное случайное распределение кислорода.
Показанная же нами кластеризация кислородных групп, с одной стороны, должна приводить к изменению оптических спектров, а с другой — к образованию чистых графеновых участков в тех областях, откуда кислород „мигрировал“. Поскольку графен крайне гидрофобный материал, такие участки будут стремиться слипнуться друг с другом, чтобы минимизировать контакт с водой. Это и приведет к выпадению осадка, наблюдаемого в эксперименте. О других совместных исследованиях можно прочитать в объединенном телеграм-канале лабораторий», — пояснил соавтор работы, заместитель заведующего лабораторией компьютерного дизайна материалов МФТИ, кандидат физико-математических наук Никита Орехов.
Результаты работы доказывают, что особое внимание нужно уделять условиям хранения материалов и исследовать их свойства на каждом этапе синтеза, отметили авторы. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ.
Telegram 
Дзен 
VK Международная команда палеонтологов развенчала статус окаменелости Pohlsepia mazonensis, которая с 2000 года считалась древнейшим осьминогом на земле. Сканирование выявило внутри породы скрытый зубчатый аппарат (радулу). Его строение показывает, что перед учеными не осьминог, а окаменевшие остатки сгнившего наутилуса. Это открытие сдвигает появление первых осьминогов на 150 миллионов лет вперед и заставляет пересмотреть молекулярные часы эволюции головоногих.
Ученые из лаборатории физики ускорителей МФТИ, с коллегами из НТЛ «Заряд» (Новосибирск) и Объединенного института ядерных исследований (Дубна) предложили практические схемы так называемых сибирских змеек — специальных магнитных систем, позволяющих сохранять поляризацию протонного пучка при его ускорении в Нуклотроне, ключевом элементе российского ускорительного комплекса NICA.
Космическая обсерватория «Эйнштейн» зарегистрировала необычный рентгеновский сигнал, энергия которого оказалась сопоставима с энергией гамма-всплеска. Проанализировав эти данные, группа астрономов предположила, что стала свидетелем «грязного взрыва» — типа релятивистского выброса при коллапсе массивной звезды, предсказанного более 30 лет назад. Если выводы подтвердятся, это поможет лучше понять механизмы гибели массивных светил.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Международная команда палеонтологов развенчала статус окаменелости Pohlsepia mazonensis, которая с 2000 года считалась древнейшим осьминогом на земле. Сканирование выявило внутри породы скрытый зубчатый аппарат (радулу). Его строение показывает, что перед учеными не осьминог, а окаменевшие остатки сгнившего наутилуса. Это открытие сдвигает появление первых осьминогов на 150 миллионов лет вперед и заставляет пересмотреть молекулярные часы эволюции головоногих.
Японские экологи непрерывно измеряли напряжение внутри 37 диких грибов и зафиксировали между ними направленный обмен электрическими сигналами. Локальный полив земли рядом с одним плодовым телом вызвал мгновенный всплеск передачи информации по всей подземной сети. Этот коммуникационный процесс объединил в единую структуру даже генетически чужеродные организмы.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно