Ученые из ИОХ РАН нашли у графена новое уникальное свойство

Фото: wikimedia

Ученые из Института органической химии РАН обнаружили, что графен способен экранировать химическое взаимодействие на молекулярном уровне. Такой эффект позволяет целенаправленно изменять реакционную способность молекул, регулировать активность катализаторов и конструировать углеродные нанореакторы нового типа.

Как уточняется в пресс-релизе ИОХ РАН, исследователи выяснили, что молекулы, находящиеся по разные стороны от листа графена, не могут непосредственно реагировать между собой, но могут чувствовать влияние друг друга через графеновый слой (толщина листа графена равна одному атому). Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Chemistry Chemical Physics.

Главной идеей эксперимента было выяснить, как графеновый химический экран «гасит» или, наоборот, усиливает передачу такого межмолекулярного влияния. Ученые исследовали различные органические многозарядные катионы. В качестве молекулы субстрата, подвергающейся действию этих катионов, они выбрали карбонильные комплексы палладия, которые используются в химии как предшественники катализаторов. При их контакте (без листов графена) катион придавал комплексу палладия значительный положительный заряд. Когда ученые поместили между катионами и комплексами палладия экран из листа графена, заряд комплекса уменьшился на 25%. Затем специалисты добавили еще один лист графена, что дополнительно сократило заряд на 20%. Третий лист графена «разрядил» комплекс еще на 12%.

Далее исследователи получили углеродные материалы, содержащие на поверхности дефекты. Они служат аналогами активных частиц, действие которых нужно было экранировать. Химики продемонстрировали, что наночастицы палладия адсорбируются именно в областях локализации дефектов, что подтверждает высокую активность последних. Однако как только дефекты были покрыты несколькими слоями графеновых чешуек, распределение частиц металла стало равномерным, то есть наночастицы перестали «чувствовать» влияние дефектов.

В перспективе полученные данные можно использовать для создания новых адаптивных каталитических систем, одновременно сочетающих в себе свойства катализатора и нанореактора.

Ранее ученые из Санкт-Петербурга открыли еще одно новое свойство графена — способность образовывать квантовые ямы, которое влияет на спектр поглощения материала.

Теги:

Читать еще на Чердаке: