Китайцы получили сверхлегкий материал на основе графена

Рекордсменом низкой плотности остается разработанный немецкими специалистами аэрографит, основу которого составили углеродные нанотрубки. Плотность этого материала составляла всего 0,2 мг/см³.

Новый материал не побил этот рекорд – его плотность составляет значительно большие 2,1 мг/см³, но стал самым легким графеновым каркасом из существующих.

Ученые создали свой графеновый каркас методом регуляции длин углерод-углеродных связей в составе графена, используя в качестве допанта азот. Сначала они обработали водную суспензию оксида графена пирролом (ароматическим азот-содержащим растворителем) в печи с паровым обогревом. Первоначальная роль пиррола заключалась в образовании изолирующих слоёв, препятствующих слипанию отдельных чешуек обратно в графитоподобный материал. В результате был получен пиррольно-водный гель, который подвергли сушке при температуре ниже нуля градусов, а затем высокотемпературной обработке.

Полученный в итоге материал оказался чёрным и достаточно невесомым, чтобы лежать на зонтиках одуванчика, не сминая их. По данным сканирующей электронной микроскопии, его лёгкость обусловлена огромным количеством пор в матрице, образованной жёсткими структурами графена.

С точки зрения возможного практического применения сверхлёгкость не так уж важна, хотя новый материал огнеупорен и способен выдерживать многократное воздействие высокой температуры без каких-либо структурных изменений. Кроме того, он может адсорбировать углеводороды и другие неполярные жидкости, вес которых в 200–600 раз превышает его массу. Это также стало рекордом для углеродных материалов.

Наконец, материал обладает огромной удельной ёмкостью — 480 Ф/г, что близко к теоретическому пределу для чистого графена, передает Chemistry World.