Упрощен синтез 2D-материала для солнечных батарей и опреснителей воды
ТАСС, 31 июля. Российские ученые разработали методику, позволяющую значительно упростить и ускорить промышленное производство максенов, двумерных соединений углерода и некоторых других веществ, при помощи технологии синтеза в плазме. Методика их производства не требует высоких температур и опасных реагентов, сообщила во вторник пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).
"Предложенный метод - наиболее легкий способ синтеза максенов без примесей. В дальнейшем мы планируем в одностадийных процессах получать мембранные композиты, содержащие максены, которые могут использоваться как компактные опреснители соленой воды", - пояснил научный сотрудник Института химии растворов РАН Николай Сироткин, чьи слова приводит пресс-служба РНФ.
Как объясняют ученые, так называемые максены представляют собой особый тип двумерных или многослойных наноматериалов, чьи слои состоят из множества соединенных друг с другом атомов металлов, углерода и одного из элементов с сильными окисляющими свойствами. Синтез этого класса двумерных материалов обычно требует дорогостоящего оборудования, что значительно ограничивает их массовое производство и применение при производстве.
Российские ученые выяснили, что максены можно достаточно простым образом получать, если пропускать ток через титановые провода, погруженные в раствор тетрахлорида углерода. Это вещество представляет собой бесцветную жидкость, которая начинает кипеть и превращаться в газ при температуре в 76 градусов Цельсия, в результате чего пропускание тока через электроды приводит к образованию плазмы и к частичному расплавлению титана.
Химические взаимодействия между атомами титана, углерода и хлора приводят к образованию сверхчистых максенов, которые не содержат в себе оксидных примесей, способных значительным образом ухудшить электромагнитные характеристики этих двумерных материалов. Подобным образом, как отмечают исследователи, можно производить максены не только на базе титана, но и других металлов, в том числе молибдена, хрома или вольфрама.
В перспективе, это позволит получать двумерные углеродные материалы с заданными целевыми свойствами при относительно низких температурах с минимальными затратами усилий и без использования опасных реагентов, потенциально способных нанести вред окружающей среде или здоровью человека.