{"id":1502,"date":"2010-06-07T23:00:00","date_gmt":"2010-06-07T23:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/znanost.geek.hr\/wp\/nov-pristup-pronalasku-i-uklanjanju-defekata-u-grafenu\/"},"modified":"2016-10-28T00:32:27","modified_gmt":"2016-10-27T22:32:27","slug":"novi-pristup-pronalasku-i-uklanjanju-defekata-u-grafenu","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/clanak\/novi-pristup-pronalasku-i-uklanjanju-defekata-u-grafenu\/","title":{"rendered":"Novi pristup pronalasku i uklanjanju defekata u grafenu"},"content":{"rendered":"

Grafen, karbonska plo\u010da debljine reda veli\u010dine jednog atoma, mogao bi se na\u0107i u sredi\u0161tu sljede\u0107e revolucije na podru\u010dju znanosti o materijalima.<\/p>\n

Ova ultratanka plo\u010da predstavlja velik potencijal na \u0161irokom spektru podru\u010dja: od mogu\u0107e zamjene za silicij u solarnim plo\u010dama do materijala za hla\u0111enje ra\u010dunalnih jezgri.<\/p>\n

“Unato\u010d obe\u0107avaju\u0107oj budu\u0107nosti, grafen i njegovi derivati \u0161iroj su javnosti relativno nepoznati materijali”, navodi Vivek Shenoy, profesor strojarstva na Sveu\u010dili\u0161tu Brown. “\u0160to bolje upoznamo njihova svojstva, pojavit \u0107e se sve ve\u0107i broj mogu\u0107ih tehnolo\u0161kih primjena. Shenoy i njegov tim ameri\u010dkih znanstvenika ostvarili su novi uvid u svojstva ovih tajanstvenih materijala. Prema \u010dlanku objavljenom u znanstvenom \u010dasopisu Nature Chemistry<\/em>, tim je uspio locirati atomsku konfiguraciju nanokarbonskih atoma koji uzrokuju defekte tijekom proizvodnje grafena tehnikom poznatom pod nazivom “grafen-oksid redukcija”. Na temelju tog otkri\u0107a, znanstvenici predla\u017eu mogu\u0107e na\u010dine usavr\u0161avanja te tehnike, koji se uglavnom zasnivaju na primjeni vodika, umjesto topline, za odstranjivanje one\u010di\u0161\u0107enja.<\/p>\n

Plo\u010de proizvedene tehnikom “grafen-oksid redukcije” dvodimenzionalne su plo\u010de s karbonskim uzorkom p\u010delinjeg sa\u0107a. Ve\u0107inu re\u0161etke sa\u010dinjavaju atomi ugljika, \u0161to je upravo ono \u0161to znanstvenici i \u017eele. Ipak, struktura je pro\u017eeta atomima kisika i vodika, koji prekidaju jednolikost plo\u010de. Primjeni li se dovoljno topline, neki od atoma kisika \u0107e se povezati s atomima vodika formiraju\u0107i pritom molekulu vode, nakon \u010dega ih je mogu\u0107e odstraniti. Ipak, neki od atoma kisika mogu biti izuzetno tvrdoglavi. Shenoy, u suradnji s Akbarom Bagriem (studentom postdiplomskog studija na Sveu\u010dili\u0161tu Brown) i kolegama sa Sveu\u010dili\u0161ta Rutgers i Texas\u2013Dallas, isprobali su ne\u0161to druga\u010diju tehniku. Oni su uz pomo\u0107 simulacija molekularne dinamike promatrali raspored atoma grafenske plo\u010de, preko \u010dega su potom poku\u0161ali otkriti za\u0161to poneki atomi kisika zaostaju u re\u0161etki nakon \u010di\u0161\u0107enja. Otkrili su kako je zaostali kisik formirao dvostruke veze s atomima ugljika, zbog \u010dega su dodatno stabilizirali svoj polo\u017eaj u re\u0161etki, ali su s druge strane uzrokovali pojavu `rupa` u atomskoj strukturi plo\u010de. “Atome kisika, koji su dvostrukim vezama vezani za atome ugljika, karakterizira izuzetno niska energija”, obja\u0161njava Shenoy. “Vrlo su nereaktivni zbog \u010dega ih je te\u0161ko odstraniti iz re\u0161etke.”<\/p>\n

Sada kada razumiju konfiguraciju zaostalih atoma kisika u grafenu, znanstvenici ka\u017eu kako je dodavanje atoma vodika u to\u010dno propisanim dozama i na to\u010dno odre\u0111ena mjesta u re\u0161etki najbolji na\u010din daljnje redukcije oksida grafena. Jedna tehnika koja prema \u010dlanku puno obe\u0107ava, zasniva se na uvo\u0111enju atoma vodika na mjesta na kojima su se atomi kisika dvostrukom vezom povezali s atomima ugljika zbog \u010dega su nastale jo\u0161 ve\u0107e praznine. Tada bi se kisik i vodik trebali povezati u hidroksil te napustiti mre\u017eu. U biti, radi se o svojevrsnom lije\u010denju rane”, navodi Shenoy.<\/p>\n

Jo\u0161 jedan od pristupa uklanjanju ne\u017eeljenih atoma kisika fokusiran je na podru\u010dja formacije karbonila – atomi ugljika vezani dvostrukom vezom na atome kisika. Dodavanje vodika teoretski bi trebalo `oguliti` atome kisika, koji s vodikom stvaraju vodu.”Sljede\u0107i korak u ovom istra\u017eivanju jest eksperimentalna provjera tehnika odstranjivanja zaostalih kisika dodavanjem vodika. Na taj se na\u010din \u017eeli dodatno ispitati i sama svojstva oksida grafena u njegovom prirodnom okru\u017eenju”, zaklju\u010duje Shenoy.<\/p>\n

Ovo su istra\u017eivanje financijski potpomogle Nacionalna zaklada za znanost te Inicijativa za industrijska istra\u017eivanja poluvodi\u010da i nanotehnologije. Ostali znanstvenici koji su sudjelovali na ovom istra\u017eivanju su Cecilia Mattevi i Manish Chhowalla sa Sveu\u010dili\u0161ta Rutgers (oboje su trenuta\u010dno zaposleni na Imperial College<\/em> u Londonu), Muge Acik i Yves Chabal sa Sveu\u010dili\u0161ta Texas\u2013Dallas.<\/p>\n

Izvor: Brown University<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Grafen, karbonska plo\u010da debljine reda veli\u010dine jednog atoma, mogao bi se na\u0107i u sredi\u0161tu sljede\u0107e revolucije na podru\u010dju znanosti o materijalima. Ova ultratanka plo\u010da predstavlja velik potencijal na \u0161irokom spektru podru\u010dja: od mogu\u0107e zamjene za silicij u solarnim plo\u010dama do materijala za hla\u0111enje ra\u010dunalnih jezgri. “Unato\u010d obe\u0107avaju\u0107oj budu\u0107nosti, grafen i njegovi derivati \u0161iroj su javnosti […]<\/p>\n","protected":false},"author":10022,"featured_media":21015473,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_lmt_disableupdate":"","_lmt_disable":"","footnotes":""},"categories":[16333],"tags":[],"class_list":["post-1502","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-fizika"],"modified_by":null,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1502","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/users\/10022"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1502"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1502\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/media\/21015473"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1502"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1502"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1502"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}