Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис. 1: Возможные варианты расположения графена на "граневом" и "базальном" графитовом электроде.
Рис. 2: Циклическая вольтамперограмма для "базального" графитового электрода без (пунктир) и с добавлением графена (сплошные линии) в растворе ферроцианида калия и ее изменение по мере увеличения количества графена.
Рис. 3: Циклическая вольтамперограмма для "граневого" графитового электрода без (пунктир) и с добавлением графена (сплошные линии) в растворе ферроцианида калия и ее изменение по мере увеличения количества графена.
Рис. 4: Циклическая вольтамперограмма для "базального" графитового электрода без (пунктир) и с добавлением графена (сплошные линии) в растворе хлорида рутения и ее изменение по мере увеличения количества графена.

Будущее графена под вопросом?

Ключевые слова:  аналитическая химия, графен, инертный электрод

Опубликовал(а):  Чепиков Всеволод Николаевич

23 сентября 2011

Графену приписывают выдающиеся свойства, как механические, так и электрические. Многие электрохимические обзоры прочат ему большое будущее в качестве материала для электродов, причем и в аналитических приложениях, и в устройствах хранения энергии.

Попробуем разобраться, насколько оправдано его применение в аналитических электродах. Для этого модифицируем поверхности электродов из чистого и хорошо упорядоченного пиролитического графита частицами однослойного графена и изучим его влияние. Электроды из пиролитического графита бывают двух типов: “граневые” (поверхность электрода как бы рассекает плотноупакованные плоскости графита, создавая грань с высокой поверхностной энергией) и “базальные” (поверхность электрода параллельна плотноупакованным плоскостям графита). В первом случае графен склонен присоединяться к поверхности более или менее “вертикально”, а во втором – “ложиться” на такую поверхность “горизонтально” (Рис. 1). В зависимости вида электрода и своего положения, графен оказывает различное влияние.

Нужно сказать, что электрод с “граневой” поверхностью обладает более хорошими электрокинетическими характеристиками, так как его работа обеспечивается проводимостью вдоль слоев графита и взаимодействием с электролитом более склонной к этому кристаллографической грани. А электрод с “базальной” поверхностью требует прохождения тока поперек слоев графита и взаимодействия с электролитом несклонной к этому кристаллической грани, представляющей собой завершенный слой, таким образом, его характеристики неизменно будут хуже.

Адсорбированный на поверхность электрода графен может как улучшать, так и ухудшать его характеристики. Добавление графена к “базальному” электроду может улучшить его свойства за счет участия в процессе “граневых” плоскостей графена. Это может проявиться, например, в уменьшении интенсивности пика тока отклика на циклической вольтамперограмме (Рис. 2). А вот свойства более хорошего, “граневого” электрода графен может только ухудшить (Рис. 3), так как часть его листов может повернуться “базальной” стороной и закрыть “граневую” поверхность самого графита (Рис. 1). Это ставит под большой вопрос целесообразность его применения в данном качестве. Более того, в некоторых условиях он ухудшает и свойства “базального” электрода (Рис. 4).

Вот что получилось...




Комментарии
Гудилин Евгений Алексеевич, 23 сентября 2011 21:33 
Гудилин Евгений Алексеевич, 23 сентября 2011 21:33 
Владимир Владимирович, 24 сентября 2011 06:36 
Написано в авторитетном издании черным по белому: "под вопросом" - значит "под вопросом"!
И хоть вести теперь спасительные беседы про варенье и корзину печенья для еще сомневающихся, или испытывать сильные противоречивые эмоции - неизгладимый невырубаемый вердикт уже навеки впечатан в научных анналах (и будет мгновенно растиражирован научпопом, как контрафактные диски).

P.S. И совершенно не по теме и не к месту, но вспомнилось: "в результате многолетней кропотливой работы, британским ученым наконец удалось подтвердить и фундаментально обосновать ключевые результаты молдавских ученых, однажды открывших для себя сигналы светофора".
Гудилин Евгений Алексеевич, 24 сентября 2011 08:49 
Гудилин Евгений Алексеевич, 24 сентября 2011 08:54 
Вопрос должен быть длугим: Будущее под вопросом?
Shvarev Alexey, 24 сентября 2011 12:13 
Угу, профессор Патипуппер и аспиранты Сунь Чум в Чай и Сам Сунь смешают с графен с вареньем.
И намажут на электрод, а электрод запихают в такое место куда, стыдно сказать,
нормальные люди электроды не запихивают. И это
будут цитировать много раз, и еще пресс релиз напишут.
А еще графеном можно лечить рак, СПИД, и импотенцию. Кормить негров в Африке
и заправлять авто американцев...
Горбенко Виталий Иванович, 25 сентября 2011 15:55 
Понятно, что если работа научная, то и название должно быть полным и точным. А так можно поупражняться над возможными вариантами: Будущее под вопросом? Графен.
Графен под будущее? Вопрос.
Вопрос? Графен под будущее.
И т.д.

А вот применение графена для очистки варенья - идея очень интересная!
Настовьяк Артём Евгеньевич, 28 сентября 2011 19:12 
А зачем чистить варенье? Его кушать надо!
Антонов Алекс, 26 сентября 2011 10:52 
Не подскажите, что имеется под "из чистого и хорошо упорядоченного пиролитического графита" в виду?
Палии Наталия Алексеевна, 28 сентября 2011 23:37 
Будущее графена под вопросом? - ну а за океаном думают о большом будущем графена - MIT wants to make a one-kilometer square sheet of graphene - см. здесь и здесь
Палии Наталия Алексеевна, 03 октября 2011 13:15 
а еще можно поговорить о будущем ... оксида графена - Graphene Oxide: A Hands-on Guide to Practical Applications
Палии Наталия Алексеевна, 06 октября 2011 13:42 
Впрочем, у графена масса конкурентов IGAs, которые открыли... Нобелевские лауреаты -
А. Гейм и К. Новоселов
Палии Наталия Алексеевна, 10 октября 2011 14:02 
НО если добавить нанотрубки - то может и получится материал для электродов Dipping May Improve Ultracapacitors and Batteries

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Такие разные гексаферриты...
Такие разные гексаферриты...

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.