Влияние механических деформаций на электронные свойства и адсорбционную способность графена и родственных углеродных наноструктур
14 мая 2021 года
01:18
Влияние механических деформаций на электронные свойства и адсорбционную способность графена и родственных углеродных наноструктур
Текст новости:
3 Актуальность темы исследования. Диссертация посвящена атомистическому моделированию устойчивости, зонной структуры и функционализации деформированного (растянутого или изогнутого) графена, а также родственных структур – углеродных пиподов, состоящих из нанотрубок и помещенных в них фуллеренов. Благодаря большой удельной поверхности, графен может адсорбировать различные молекулы и радикалы, образуя с ними ковалентные или ван-дер-ваальсовы связи. В настоящей диссертации мы ограничиваемся случаем ковалентной функционализации. Для улучшения адсорбционных характеристик графена в нем формируют дефекты – вакансии, нарушения гексагональной структуры, связанные с поворотами C–C связей (например, трансформации 5-5-7-7), а также замещающие атомы других элементов (в первую очередь – азота; но используются и другие элементы: B, P, Si и др.). Дефекты графенового листа являются реакционными центрами, способствующими процессу адсорбции. Особенность графена (и других двумерных материалов) состоит в том, что его адсорбционную способность и электронные свойства можно дополнительно настраивать, прилагая к листу механические напряжения или меняя его кривизну при изгибе. Преимущество этого способа состоит в том, что изменение свойств происходит обратимо: за счет своей упругости, графен возвращается в исходное состояние после прекращения механического воздействия. Исключительные механические свойства графена допускают его обратимую деформацию до 6%, а теоретический предел, полученный в рамках первопринципного моделирования растяжения бездефектного графенового листа, достигает 30%. Высокая реакционность выпуклых участков графенового листа доказана прямыми наблюдениями при помощи сканирующего туннельного микроскопа. Функционализация выпуклых участков выгоднее энергетически, поскольку в этом случае углы между образующимися гибридизованными орбиталями оказываются ближе к своему равновесному значению в 109.5°. В то же время вогнутые участки более инертны, поскольку их функционализация приводит к слишком напряженным конфигурациям орбиталей с малыми углами между ковалентными связями. Механическое растяжение графена также влияет на энергию адсорбции. Обычно адсорбция сопровождается двумя процессами: образованием химической связи (понижение энергии) и значительным искривлением листа в точке адсорбции и на протяжении десяти и более межатомных расстояний от нее (повышение энергии). Растянутый графен меньше искривляется, поэтому адсорбция на него оказывается энергетически выгоднее. Изменение энергии адсорбции, вызванное растяжением графена, исчисляется десятками процентов. Кроме того, взаимодействие адсорбатов на поверхности графена отчасти обусловлено наложением искажений, которые они

Связанные объекты: #Влияние (найти в новостях).

Текст со страницы (автоматическое получение):
ПРИЕМНАЯ
ВЫСШАЯ АТТЕСТАЦИОННАЯ КОМИССИЯ
при Министерстве науки и высшего образования Российской Федерации
Высшая аттестационная комиссия при Министерстве науки и высшего образования Российской Федерации создана в целях обеспечения государственной научной аттестации
ВЫСШАЯ АТТЕСТАЦИОННАЯ КОМИССИЯ
Автоматическая система мониторинга и отбора информации
Источник
Другие материалы рубрики
  13 мая 2021 года
14:01
Overview of PegOpera projects
★★★  07 мая 2021 года
14:09
Potential of green roofs in the East bank of Liege, Belgium