Тродимензионални графени

Научниците од Кина успеале да развијат брза и лесна процедура за добивање на 3D графен во вода, проширувајќи ги при тоа сознанијата графените со што нивната иднина како суперкондензатори, материјали складирање на водород и како катализатори станува поизвесна.

Графенот, кој претставува еден слој на јаглеродни атоми поврзани меѓу себе преку хексагонално соседство, може преку самоформирање да образуваат 1D и 2D структури кои може да имаат многу потенцијални апликации. Сепак, графенот обично се добива во мали количества, што ја ограничува неговата употреба како функционален материјал. 3D микропорозните и мезопорозните јаглеродни материјали (хидрогелови и аерогелови) се лесни, имаат висока порозност и капацитети за складирање, имаат голема површина, висока електричната спроводливост и термичка стабилност. Подготовка на вакви структури е предизвик да се изведе под умерени и поекономични услови од сегашните методи кои се далеку од идеални.

Со комбинација на редукција на графенски оксид и самоформирање на продуктот на реакцијата, можно е да се добијат 3D графенски структури.

Lifeng Yan и неговите колеги на University of Science and Technology of China, Heifei, подготвиле 3D графенски структури со самоформирање од графен оксид со користење на умерени хемиски редукциони средства во вода при 95 °C при атмосферски притисок и без мешање. Обликот на графенот бил контролиран со помош на реакциони садови со различна форма. Тимот од истражувачи бил во можност да добие графен со различна форма. „Овој процес е доста едноставен – сите макроскопски 3D форми на графенот може да се добијат на собна температура и притисок“, вели Lifeng Yan.

Во истражувањата тимот открил дека материјалите поседуваат висока електричната спроводливост, како и висока механичка и термичка стабилност. Вредностите за специфичниот капацитетот биле слични на графен хидрогеловите добиени со хидротермални методи. Механичката стабилност на материјалите била слична на хемиски омрежените полимер хидрогелови.

Тимот на Yan планира да ја испита применливоста на добиените материјали како потенцијални суперкондензатори, биосензори и катализатори, како и за подготовка на различни видови на нови 3D графен композити.

„Овие макроскопски порозни материјалите може да бидат корисни ако може да се користат за намалување на емисијата на стакленички гасови при изработка нови катализатори“, вели Xiaobo He, експерт на графински материјали од Louisiana State University во САД.