Совершенно новая форма углерода имеет все шансы пойти по стопам графена - «Наука и технологии»

Группа европейских исследователей получила совершенно новую форму углерода, плоский материал одноатомной толщины, который имеет множество общих черт с небезызвестным графеном. Однако, у нового материала имеется и ряд существенных отличий от графена, он обладает некоторыми электрическими свойствами, которыми не обладает ни одна из других известных на сегодняшний день форм углерода. И эти уникальные электрические свойства открывают новые возможности при использовании материала в электронике, в технологиях хранения энергии и т.п.

Напомним нашим читателям, что появление графена в свое время произвело большой фурор в научных кругах, имеющих отношение к материаловедению и другим, смежным с этим, областям. Ведь этот материал обладает целым рядом выдающихся свойств, включая невероятную прочность и гибкость, высокую электро- и теплопроводность. Всеми этими свойствами графен обязан уникальному расположению атомов углерода в его кристаллической решетке, которые организованы в виде сотовидной шестиугольной структуры. Однако, ученые уже давно понимали, что при помощи альтернативных методов производства можно получить другие виды двумерных форм углерода, которые будут иметь собственные наборы уникальных свойств.

Отличные от графена виды новых двумерных форм углерода достаточно долго были только теоретическими понятиями, и до последнего времени еще никому не удавалось синтезировать их на практике. И лишь недавно ученым из университета Марбурга, Германия, и университета Аальто, Финляндия, удалось получить первые образцы отличного от графена двумерного углеродного материала.

Процесс синтеза нового материала начинается с размещения углеродсодержащих молекул на идеально ровной золотой поверхности. Затем на эти молекулы оказывается целый ряд внешних воздействий, которые заставляют молекулы распадаться, а атомы углерода - формировать цепи, являющиеся зеркальным отражением друг друга. В конце концов, при определенных условиях атомы углерода формируют плоскую кристаллическую решетку, элементами которой являются восьмигранники, шестигранники и квадраты. Эта новая форма углерода получила название бифенилена (biphenylene).

Изучив структуру нового материала при помощи сканирующего микроскопа с высокой разрешающей способностью, ученые нашли, что электронные свойства нового материала кардинально отличаются от аналогичных свойств графена. Полученные узкие полосы бифенилена, шириной в 21 атом, с точки зрения электронных свойств ведут себя, как металл, в то время, как графеновые частицы таких же размеров имеют явно выраженные полупроводниковые свойства.

"Полосы такого материала вполне могут использоваться в качестве качественных электрических проводников в будущих электронных устройствах на основе углерода" - пишут исследователи.

В настоящее время ученые занимаются синтезом большего количества листов бифенилена, что позволит им глубже исследовать особенности и потенциал этого нового материала. "Электропроводный материал на основе новых углеродных сетей может стать идеальным вариантом для анода литий-ионных аккумуляторных батарей большой емкости" - пишут исследователи, - "При этом, потенциал бифенилена в этой и некоторых других областях, намного превышает потенциал графена".