Ученые скрестили графен и нанотрубки

Ученые Университета Райса создали гибридный материал, в котором соединили графен и нанотрубки в единый ковалентный лист углерода. Работа опубликована в журнале Nature Communications, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте университета

Сперва на листе меди авторы выращивали двумерный лист графена, а затем наносили на него железный катализатор и покрывали его слоем оксида алюминия. Полученный «сэндвич» в условиях высокой температуры обрабатывали ацетиленом и этиленом, в результате чего на поверхности графена вырастал «лес» углеродных нанотрубок. Катализатор вместе с оксидом алюминия при этом отодвигался от подложки.

• В новом материале нанотрубки оказываются соединены с графеном ковалентно – при помощи семичленных углеродных циклов. Фактически, весь такой материал представляет собой единый лист углерода. Благодаря этому, в местах соединения не возникает дополнительного сопротивления.

Высота нанотрубок в полученном материале строго контролируется и составляет 120 микрометров. Это на несколько порядков больше, чем их средний диаметр. Полученный гибрид обладает крайне высокой удельной поверхностью – около 2 тысяч квадратных метров на грамм вещества. Недавно получены вещества с еще большей удельной поверхностью, но они не могут быть такими же хорошими проводниками, как двумерный углерод.

• Гибридный материал может оказаться идеальным кандидатом для создания электродов в ионисторах(суперконденсаторах). Ионисторы являются электрохимическими источниками питания, промежуточными между конденсаторами и аккумуляторами. Поскольку в качестве обкладок в них выступают слои ионов, то от электродов ионисторов требуется одновременно высокая удельная поверхность и низкое сопротивление – как раз те качества, которыми обладает новый материал.

Ранее другая группа исследователей представила прозрачные и гибкие ионисторы, созданные при помощи придания углероду сложной текстуры.

http://lenta.ru/…raphentubes/

Гибрид графена и нанотрубок — оптимальный материал для суперконденсаторов

Группа сотрудников университета Райса в Хьюстоне под руководством Джеймса Тура (James Tour) добилась успеха в выращивании массивов нанотрубок на поверхности графена. Углеродные трубки, согласно сообщению в журнале Nature Communications, быстро достигали впечатляющей длины в 120 микрон

• Такая структура имеет огромную площадь поверхности (свыше 2000 м2 на грамм вещества) — фактор, играющий определяющую роль при конструировании энергосберегающих устройств, таких как суперконденсаторы.

Полученный гибрид является сочетанием двумерного графена и трехмерных нанотрубок со стабильными ковалентными связями между ними.

«Многие пытались прикрепить нанотрубки к металлическому электроду, но без особого успеха из-за небольшого электронного барьера на поверхности раздела, — комментирует Тур. — При выращивании графена на металле (меди), а затем нанотрубок — на графене, контакт с электродом получается омический. Это означает, что электроны перемещаются как в едином бесшовном материале».

Гибридную природу материала подтверждает наличие в зоне перехода от графена к нанотрубкам семиатомных колец, предсказанных теоретически и наблюдаемых экспериментально с помощью электронного микроскопа с субнанометровым разрешением.

• Электронные фотографии показали одно-, двух- и трехстенные углеродные нанотрубки, прочно укрепленные на графеновой основе, а электрические испытания не выявили сопротивления току в области соединения. Как отметил Тур, характеристики, показанные материалом в данном исследовании, находятся на уровне лучших суперконденсаторов когда-либо полученных на основе углерода.

http://ko.com.ua/…atorov_68682