Відкриття черезвычано деформованого графена

Усього три десятиліття тому людям були відомі тільки три базові форми вуглецю ― алмаз, графіт і аморфний вуглець. Пізніше людство дізналося про існування інших форм вуглецю ― фулеренів, вуглецевих нанотрубок і графена. А не так давно дослідники з Бостонського коледжу (Boston College) і університету Нагої (Nagoya), Японія, синтезували абсолютно нову форму вуглецю, яка отримала неофіційну назву надзвичайно деформований нанографен (grossly warped nanographenes).

Згідно з описом проведених досліджень, опублікованому в журналі Nature Chemistry, новий матеріал в чомусь подібний графену, але складається тільки з одних дефектів кристалічної решітки вуглецю, яка в нормальному вигляді нагадує правильні бджолині стільники. Ці дефекти являють собою вуглецеві кільця, число вершин яких відмінно від шести, а наявність таких дефектів викликає спотворення двовимірної форми матеріалу, даючи йому третє просторовий вимір.

Частинки надзвичайно деформованого нанографена складаються з 80 атомів вуглецю, які об'єднані в мережу з 26 кілець. Зовнішні сторони частинки обрамляють 30 атомів водню, які "замикають на себе" вільні хімічні зв'язки вуглецю. Але на відміну від частинок графену, що складаються з такої ж кількості атомів вуглецю, частинки нанографена мають у своєму складі п'ять вуглецевих кілець з сімома вершинами і одне вуглецеве кільце з п'ятьма вершинами, включені в решітку нормальних шестикутних вуглецевих кілець.

Зміна структури вуглецевого матеріалу, що спричинило за собою зміну його просторової форми, призвело до кардинальної зміни його фізичних, оптичних та електронних властивостей порівняно з іншими формами вуглецю. "Новий надзвичайно деформований нанографен набагато краще розчиняється в різних рідинах, ніж звичайний плоский графен з такою ж кількістю атомів вуглецю" ― розповідає Лоуренс Т. Скотт (Lawrence T. Scott), професор з Бостонського коледжу, ― "Ці два матеріали разюче відрізняються за кольором. А електрохімічні дослідження показали, що обидва матеріалу окислюються практично однаково, але деформований графен слабо піддається деформації під впливом зовнішніх механічних впливів".

Все перераховане вище є результатами перших і досить грубих досліджень властивостей нової форми вуглецю. Озирнувшись назад на історію вивчення властивостей звичайного графена, можна з упевненістю сказати, що нові властивості деформованого графена будуть виявлені і ретельно вивчені в найближчий час, і, з великим відсотком ймовірності, деякі з властивостей нового матеріалу знайдуть широке застосування в оптиці, електроніці та інших суміжних областях науки і техніки.