На поверхности графена выращен «лес» углеродных нанотрубок

Сначала авторы вырастили на листе меди авторы двумерный лист графена, а затем нанесли на него железный катализатор и покрыли его слоем оксида алюминия. Полученный «сэндвич» в условиях высокой температуры обрабатывался ацетиленом и этиленом, в результате чего на поверхности графена вырос «лес» углеродных нанотрубок. Катализатор вместе с оксидом алюминия при этом отодвигался от подложки.

В новом материале нанотрубки соединены с графеном ковалентно — при помощи семичленных углеродных циклов. По сути, весь такой материал представляет собой единый лист углерода, благодаря чему 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. Ранее были получены вещества с еще большей удельной поверхностью, но они не могут быть столь же хорошими проводниками, как двумерный углерод.

Гибридный материал может применяться при создании электродов в ионисторах (суперконденсаторах) — это электрохимических источниках питания, промежуточных между конденсаторами и аккумуляторами. Поскольку в качестве обкладок в них выступают слои ионов, от электродов ионисторов требуется одновременно высокая удельная поверхность и низкое сопротивление. Это именно те качества, которыми обладает новый материал.