Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не следует путать с графемой , графеной , или графановыми .
Графан
Graphane.png
Идентификаторы
ChemSpider
  • никто
Характеристики
(CH) n
Молярная массаПеременная
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?)проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Графан представляет собой двумерную полимер из углерода и водорода с формулой блока (СН) п , где п велико. [1] Затем происходит частичное гидрирование гидрированного графена. [2]

Синтез [ править ]

О его получении было сообщено в 2009 году. Графан может быть образован электролитическим гидрированием графена, многослойного графена или высокоориентированного пиролитического графита . В последнем случае можно использовать механическое отшелушивание гидрогенизированных верхних слоев. [3]

Структура [ править ]

Первое теоретическое описание графана было опубликовано в 2003 году. [4] Эта структура была обнаружена с использованием метода кластерного расширения как наиболее стабильная из всех возможных степеней гидрирования графена в 2003 году. [5] В 2007 году исследователи обнаружили, что соединение более стабильно, чем другие соединения, содержащие углерод и водород, такие как бензол , циклогексан и полиэтилен . [6] Эта группа назвала предсказанный составной графан, потому что это полностью насыщенная версия графена. Компаунд является изолятором. Химическая функционализация графена водородом может быть подходящим методом для открытия запрещенной зоны в графене. [6]

Р-легированного графана предлагается представлять собой высокотемпературный теория БКШ сверхпроводника с T C выше 90 K . [7]

Любой беспорядок в конформации гидрирования имеет тенденцию сокращать постоянную решетки примерно на 2,0%. [8]

Варианты [ править ]

Частичное гидрирование приводит к гидрогенизированному графену, а не к (полностью гидрированному) графану. [2] Такие соединения обычно называют «графаноподобными» структурами. Графан и графаноподобные структуры могут быть сформированы электролитическим гидрированием графена, или многослойного графена, или высокоориентированного пиролитического графита . В последнем случае можно использовать механическое отшелушивание гидрогенизированных верхних слоев. [9]

Гидрирование графена на подложке затрагивает только одну сторону, сохраняя гексагональную симметрию. Одностороннее гидрирование графена возможно из-за наличия ряби. Поскольку последние распределены беспорядочно, полученный материал неупорядочен в отличие от двустороннего графана. [2] Отжиг позволяет водороду диспергироваться, превращаясь в графен. [10] Моделирование выявило основной кинетический механизм. [11]

Расчеты теории функционала плотности показали, что гидрогенизированные и фторированные формы нанолистов других групп IV ( Si , Ge и Sn ) обладают свойствами, аналогичными графану. [12]

Возможные приложения [ править ]

п-легированный графана постулируется быть высокотемпературный теория БКШ сверхпроводника с T C выше 90 K . [13]

Графан был предложен для хранения водорода. [6] Гидрирование снижает зависимость постоянной решетки от температуры, что указывает на возможное применение в прецизионных приборах. [8]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Софо, Хорхе O .; и другие. (2007). «Графан: двумерный углеводород». Physical Review B . 75 (15): 153401–4. arXiv : cond-mat / 0606704 . Bibcode : 2007PhRvB..75o3401S . DOI : 10.1103 / PhysRevB.75.153401 . S2CID  101537520 .
  2. ^ a b c Элиас, округ Колумбия; Наир, Р.Р .; Мохиуддин, TMG; Морозов С.В.; Blake, P .; Холсолл, депутат; Феррари, AC; Бухвалов, DW; Кацнельсон, Мичиган; Гейм, АК; Новоселов, К.С.; и другие. (2009). «Контроль свойств графена с помощью обратимого гидрирования: доказательства для графана». Наука . 323 (5914): 610–3. arXiv : 0810.4706 . Bibcode : 2009Sci ... 323..610E . DOI : 10.1126 / science.1167130 . PMID 19179524 . S2CID 3536592 .  
  3. ^ Ильин А.М.; и другие. (2011). «Компьютерное моделирование и экспериментальное исследование графаноподобных структур, образованных электролитическим гидрированием». Physica E . 43 (6): 1262–65. Bibcode : 2011PhyE ... 43.1262I . DOI : 10.1016 / j.physe.2011.02.012 .
  4. ^ Sluiter, Марсель; Кавазоэ, Ёсиюки (2003). «Метод кластерного расширения для адсорбции: приложение к хемосорбции водорода на графене». Physical Review B . 68 (8): 085410. Bibcode : 2003PhRvB..68h5410S . DOI : 10.1103 / PhysRevB.68.085410 .
  5. ^ Sluiter, Марсель H .; Кавазоэ, Ёсиюки (2003). «Метод кластерного расширения для адсорбции: приложение к хемосорбции водорода на графене». Physical Review B . 68 (8): 085410. Bibcode : 2003PhRvB..68h5410S . DOI : 10.1103 / PhysRevB.68.085410 .
  6. ^ a b c Софо, Хорхе О.; Chaudhari, Ajay S .; Барбер, Грег Д. (2007). «Графан: двумерный углеводород». Physical Review B . 75 (15): 153401. arXiv : cond-mat / 0606704 . Bibcode : 2007PhRvB..75o3401S . DOI : 10.1103 / PhysRevB.75.153401 . S2CID 101537520 . 
  7. ^ Савини, G .; Феррари, AC; Джустино, Ф. (2010). «Предсказание из первых принципов легированного графана как высокотемпературного электрон-фононного сверхпроводника». Письма с физическим обзором . 105 (3): 037002. arXiv : 1002.0653 . Bibcode : 2010PhRvL.105c7002S . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.105.037002 . PMID 20867792 . S2CID 118466816 .  
  8. ^ а б Фэн Хуанг, Лян; Цзэн, Чжи (2013). «Динамика решетки и сжатие, вызванное беспорядком в функционализированном графене». Журнал прикладной физики . 113 (8): 083524. Bibcode : 2013JAP ... 113h3524F . DOI : 10.1063 / 1.4793790 .
  9. ^ Ильин А.М.; Гусейнов, Н.Р .; Цыганов И.А.; Немкаева, Р.Р. (2011). «Компьютерное моделирование и экспериментальное исследование графаноподобных структур, образованных электролитическим гидрированием». Physica E . 43 (6): 1262. Bibcode : 2011PhyE ... 43.1262I . DOI : 10.1016 / j.physe.2011.02.012 .
  10. ↑ Новоселов, Константин Новоселов (2009). «За пределами чудесного материала». Мир физики . 22 (8): 27–30. Bibcode : 2009PhyW ... 22h..27N . DOI : 10.1088 / 2058-7058 / 22/08/33 .
  11. ^ Хуанг, Лян Фэн; Чжэн, Сяо Хун; Чжан, Го Жэнь; Ли, Лонг Лонг; Цзэн, Чжи (2011). «Понимание ширины запрещенной зоны, магнетизма и кинетики графеновых нанополос в графане». Журнал физической химии C . 115 (43): 21088–21097. DOI : 10.1021 / jp208067y .
  12. ^ Гарсия, Джоэлсон C .; De Lima, Denille B .; Ассали, Люси В.К .; Хусто, Жоао Ф. (2012). «Графен и графаноподобные нанолисты IV группы». Журнал физической химии C . 115 (27): 13242–13246. arXiv : 1204,2875 . Bibcode : 2012arXiv1204.2875C . DOI : 10.1021 / jp203657w . S2CID 98682200 . 
  13. ^ Савини, G .; и другие. (2010). «Легированный графан: прототип высокотемпературного электрон-фононного сверхпроводника». Phys Rev Lett . 105 (5): 059902. arXiv : 1002.0653 . Bibcode : 2010PhRvL.105e9902S . DOI : 10.1103 / physrevlett.105.059902 .

Внешние ссылки [ править ]

  • 14.09.2010 Водородные вакансии вызывают стабильный ферромагнетизм в графане
  • 25 мая 2010 г. Графан открывает новые возможности
  • 2 мая 2010 г. Допированный графан должен иметь сверхпроводимость при 90 К.