Oxid grafenu vyniká mechanickými vlastnostmi

Chemie |

Grafen je uhlík, oxid grafenu ale není žádný plyn typu CO nebo CO2. Vlastně jde stále o uhlíkovou mřížku, která má atomy kyslíku spojující některé uhlíky jako můstek nad rovinou.

Oxid grafenu vyniká mechanickými vlastnostmi



Puristicky by se dalo namítat, že to pak snad ani nejedná o sloučeninu, protože zde chybí definovaný stechiometrický poměr prvků. A nejde ani o oxid, protože protože někde nad rovinu trčí i skupiny OH. Když dvě sousední zreagují za uvolnění vody, vznikne právě příslušný epoxidový můstek.

Z hlediska elektrických vlastností se jedná o kaz, nečistotu a nepravidelnost, epoxidové můstky ničemu neprospívají. Na Northwestern University (Jiaxing Huang, Horacio Espinosa, James N. a Nancy J. Farley) ale nyní tvrdí, že stejně tak jsou jejich výsledkem unikátní mechanické vlastnosti. Grafen je velice pevný, ale s tím, jak ho stále více namáháme, se nakonec zlomí/přetrhne. Oxid grafenu se ještě předtím stane plastickým, tj. dojde k deformaci. Struktura se tedy nezničí a zůstane kompaktní, deformace je navíc vratná.

Mechanické vlastnosti jsou důsledkem chemické struktury. Epoxidové můstky ční nad rovinu, pokud se působením síly poruší vazba C-O (poznámka: mechanické porušení chemické vazby? U těchto materiálů holt asi může nastat leccos…), zůstane grafit a na pohled se nic nezmění. Naruší-li se vazba C-C, grafit by se rozpadl, zde ale zůstane kyslíkový můstek, čehož výsledkem bude mechanická deformace. Experimentálně se ověřilo, že právě vazby C-C jsou při mechanickém namáhání méně stabilní než C-O.

Práce byla publikována v Nature Communications, výzkum byl podpořen americkou National Science Foundation i vojenskými granty.

Zdroj: ScienceDaily

Poznámka: Chemické reakce grafenu a oxidu grafenu srozumitelně popisuje např. bakalářská práce Radima Zahradníčka na VUT v Brně.

Viz zde

Působí to trochu divoce, kyselina sírová a manganistan s grafitem, div, že se uhlík prostě nezoxiduje zcela a nevyšumí. Jak vlastně docílíme vznik monomolekulární vrstvy?

V Řeži u Prahy si lze možná oxid grafenu i objednat? Alespoň pohled, jak látka vypadá.
Viz zde



Úvodní foto: Carbophiliac, Wikipedia, licence public domain




Související články




Komentáře

Napsat vlastní komentář

Pro přidání příspěvku do diskuze se prosím přihlašte v pravém horním rohu, nebo se prosím nejprve registrujte.