Группа учёных модифицировала "белый графен" для применения в новой энергетике
Ученым из России, Германии и США впервые удалось модифицировать "белый графен" - соединение азота и бора (нитрид бора), не разрушая его и не изменяя его свойства - для практического применения, в том числе, для получения новых материалов и создания водородных топливных элементов. Об этом в четверг сообщила пресс-служба Министерства науки и высшего образования РФ.
"Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) вместе с коллегами из университетов Германии и США нашли новый способ функционализировать материал, не пропускающий электричество, который часто называют "белый графен", - гексагональный нитрид бора, не разрушая его и не изменяя его свойства. <...> Использование функционализации различными полимерами позволяет создавать материалы с новыми свойствами. Кроме того, материал поможет улучшить процесс изготовления экологичного водородного топлива", - говорится в сообщении.
Прогресс в исследованиях графена вызвал большой интерес и к другим типам 2D-материалов, в том числе и гексагональному нитриду бора. При этом графен является проводником, а "белый графен" - диэлектриком (не пропускает электричество). Функционализации "белого графена" посвящен ряд исследований. Обычно для этого используют сильные химические окислители, которые разрушают материал и существенно изменяют его свойства. Способ, который предложили ученые ТПУ вместе с зарубежными коллегами, позволяет этого избежать.
Кроме того, сам "белый графен" очень хрупкий и его сложно перенести с одной подложки на другую для использования. Исследователи смогли придать ему необходимую прочность за счет присоединения молекул - они образуют второй слой, который ученые назвали "полимерный наноковер". Помимо прочности, такой слой создает водопроницаемую трехмерную структуру, мембрану, которой можно придать разные функции.
Один из перспективных вариантов использования нового материала, как отмечается в сообщении, - это катализаторы для расщепления воды на водород и кислород, которые используются в том числе, в технологии производства экологически чистого водородного топлива. Кроме того, для функционализации "белого графена" можно использовать различные молекулы, а значит, получать материалы с новыми свойствами, добавили ученые.
Нитрид бора или "белый графен" - это белый, похожий на тальк порошок, имеющий графеноподобную кристаллическую структуру. Он устойчив к воздействию высоких температур и химических веществ, имеет низкий коэффициент трения, является как диэлектриком, так и хорошим теплопроводником, не токсичен. Однако для успешного использования его необходимо функционализировать, то есть добавить новые функции за счет присоединения специальных молекул на поверхность, а также добиться стабильности этой связи.