Смешанные растворители позволяют эффективнее отшелушить аналоги графена

Смешанные растворители позволяют эффективнее отшелушить аналоги графенаРезультаты работы химиков из Китая могут оказаться полезными при производстве аналогов графена, которые можно будет использовать в электронных устройствах. Исследователи применили смесь из растворителей для того, чтобы отшелушивать неорганические аналоги графена – двумерные наноструктуры – от исходного неорганического материала.

Подобно графену, его неорганические аналоги (inorganic graphene analogues (IGAs) были открыты Андреем Геймом и Константином Новоселовым в 2005 году) являются двумерными «лоскутками» материала, в которых атомы расположены в вершинах правильных шестиугольников, а также проявляют высокую механическую прочность при сохранении гибкости. И хотя при высоких температурах стабильность этих неорганических аналогов графена ниже, чем у самого графена, у них все равно можно выделить ряд полезных свойств. В частности, их полупроводниковые свойства и характер проводимости можно настраивать без дополнительного введения легирующих добавок.

До сегодняшнего дня еще никому не удалось создать удачный метод получения неорганических аналогов графена. Было известно, что ряд растворителей можно использовать для их получения с помощью отшелушивания, но почти все эти растворители требовали существенные температуры кипения и отличались сложностью отделения себя от целевых продуктов после реакции синтеза.

Ученым из группы Хао-Ли Жанга (Hao-Li Zhang) из Университета Ланьчжоу совершили настоящий переворот в получении неорганических аналогов графена. В своем исследовании они попробовали использовать смеси растворителей, которые, с одной стороны, обладают достаточно небольшой температурой кипения, а с другой – могут с достаточной эффективностью отщеплять от исходных материалов слои неорганических аналогов графена. В ходе опытов хорошие результаты были получены для смеси двух растворителей, каждый из которых по отдельности не был достаточно эффективен в отшелушивании неорганических аналогов графена – воды и этанола.

Процесс отшелушивания проводится путем помещения порошкообразного дисульфида молибдена, сульфида вольфрама или нитрида бора в смесь вода/этанол, после чего полученную суспензию центрифугировали 20 минут и в течение 8 часов подвергали ультразвуковому воздействию. На последнем этапе процесса ученые отделяли отшелушенные неорганические аналоги графена, растворенные в смеси растворителей, от суспензии. По словам исследователей, новый метод отличается очень большими перспективами, поскольку возможность комбинирования растворителей практически не имеет границ.

Но, по словам Ангшумана Нага (Angshuman Nag), эксперта по неорганическим аналогам графена из Университета Чикаго, который прокомментировал ту новость, растворимость неорганических аналогов графена в использованной китайскими учеными смеси растворителей вода/этанол недостаточно высока для практического применения – всего лишь от 0.02 до 0.08 мг/мл, в то время как для промышленного производства пленок неорганических аналогов графена необходима растворимость 1,0 мг/мл, хотя полученные китайскими учеными результаты все равно имеют большую ценность. Наг отметил, что в будущем будут подобраны такие смеси, которые будут давать необходимую растворимость.