Графен не перестает привлекать исследователей своими уникальными свойствами. Одним из перспективных направлений является химическая модификация графена с целью изменения его электронной структуры. Например, к каждому атому углерода в структуре графена можно присоединить атом водорода, что изменит гибридизацию углерода с sp2 на sp3 и приведет к появлению запрещенной зоны. Таким образом, графен из полуметалла с высокой проводимостью превратится в изолятор. Исследователи из России, Великобритании и Нидерландов и так и сделали.
Сначала путем микромеханического расщепления графита были получены листы графена. Потом они были обработаны холодной водородной плазмой, за счет чего происходило их гидрирование. Гидрированный графен, называемый графаном, ведет себя подобно диэлектрику и стабилен при комнатной температуре. Чтобы вернуть материалу исходные свойства графена, нужно отжечь его в атмосфере аргона при 425 °С.
С практической точки зрения графан может быть интересен, по крайней мере, по двум причинам. Во-первых, он может быть полезен для графеновой наноэлектроники в качестве изолятора. Например, с помощью локального гидрирования можно на листах графена создавать электронные схемы. А во-вторых, способность графана обратимо поглощать водород может использоваться для хранения водорода или найти применение в топливных элементах.
Работа «Control of Graphene’s Properties by Reversible Hydrogenation: Evidence for Graphane» опубликована в журнале Science.
