Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

«Разрядка» графеном и молекулярное экранирование

Ключевые слова:  AnanikovLab, графен, ИОХ РАН

Опубликовал(а):  Михайлова Анна Александровна

09 февраля 2016

Ученые выявили уникальное свойство графена – способность экранировать химическое взаимодействие на молекулярном уровне. Обнаруженный экранирующий эффект позволяет целенаправленно изменять реакционную способность молекул, регулировать активность катализаторов и конструировать углеродные нанореакторы нового типа (DOI: 10.1039/C5CP05586E).

Лист графена может служить эффективным химическим экраном, регулирующим взаимодействие молекул субстрата с активными частицами (© AnanikovLab).

Уникальное сочетание свойств графена приводит к тому, что молекулы, находящиеся по разные стороны от листа графена, не могут непосредственно реагировать между собой, но могут чувствовать влияние друг друга через графеновый слой (толщина листа графена равна одному атому). Идеей учёных из ИОХ РАН было рассмотреть графеновый химический экран и его способность «гасить» или наоборот «усиливать» передачу такого влияния.

Были применены методы молекулярного моделирования, позволяющие теоретически прогнозировать и объяснять реакционную способность молекул. На роль активных частиц были выбраны различные органические многозарядные катионы, которые присутствуют в виде дефектных центров в углеродных материалах. В качестве молекулы субстрата, подвергающейся действию этих катионов, были выбраны карбонильные комплексы палладия, которые используются в химии как предшественники катализаторов. При непосредственном контакте (без листов графена) катион придал комплексу палладия значительный положительный заряд. Добавление между катионом и комплексом палладия экрана в виде одного листа графена привело заметному уменьшению заряда комплекса («разрядка» на 25% от первоначального значения). Усиление экранирования путем добавления еще одного листа графена привело к дальнейшему уменьшению заряда комплекса еще на 20%, а третий лист графена «разрядил» комплекс еще на 12%.

Таким образом, листы графена эффективно экранируют химические взаимодействия. Одно из применений описанного явления связано с уменьшением воздействия дефектных центров на поверхности углеродных материалов, другой, не менее важной областью применения, является регулирование избирательности и активности металлических катализаторов на углеродной подложке.

Экспериментальная проверка наглядно подтвердила теоретические прогнозы. Исследователи получили углеродные материалы, содержащие дефекты на поверхности. Эти дефекты служат аналогами активных частиц, экранирование действия которых и нужно добиться. Было показано, что наночастицы палладия адсорбируются именно в областях локализации дефектов, что подтверждает высокую активность последних. Однако как только дефекты были покрыты несколькими слоями графеновых чешуек, распределение частиц металла стало равномерным, то есть, наночастицы перестали чувствовать влияние дефектов вследствие их экранирования графеном.

Полученные данные не только расширяют наше понимание химии графеновых систем, но и, возможно, приведут к получению новых адаптивных каталитических систем, сочетающих в себе свойства и катализатора и нанореактора одновременно.

Статья «Shielding the chemical reactivity using graphene layers for controlling the surface properties of carbon materials» Alexandr E. Sedykh, Evgeniy G. Gordeev, Evgeniy O. Pentsak, Valentine P. Ananikov опубликована в журнале Physical Chemistry Chemical Physics (Royal Society of Chemistry).

Библиографическая ссылка: Phys. Chem. Chem. Phys., 2016, 18, 4608-4612.

DOI: 10.1039/C5CP05586E

Он-лайн ссылка: http://dx.doi.org/10.1039/C5CP05586E



Источник: Phys. Chem. Chem. Phys.




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

 

Одностенные углеродные нанотрубки
Одностенные углеродные нанотрубки

Конкурс научно-популярных статей XI Всероссийской интернет - олимпиады ("Просто о сложном")
Конкурс научно-популярных статей, представленных авторами на основе своих публикаций в высокорейтинговых научных журналах. В статье авторам необходимо раскрыть суть разработки и объяснить сложные аспекты своей научной работы простым языком. Конкурс проводится совместно с eNANO (ФИОП).

Конкурс XI Всероссийской интернет - олимпиады для руководителей школьных проектов ("Конкурс тьюторов")
Конкурс руководителей школьных проектов (тьюторов) совместно с ОЦ "Сириус" и ФИОП для проведения летней проектной смены.

National Student Team Contest
A competition among bachelor and master students of higher school includes solving special tasks on nanotechnology and nanomaterials subjects in English to select the best national team members for participation in the International NanoOlympic contest on nanotechnology in Iran.

История нанотехнологий
Дроздов А.А.
Цикл лекций в рамках XI Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям для всех желающих – школьников, студентов, аспирантов, молодых ученых, учителей и преподавателей: История нанотехнологий. Андрей Анатольевич Дроздов, к.х.н., доцент, Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова.

Проектная деятельность в школьном образовании: модный тренд или ключевое направление
Гладилин А.К.
Цикл лекций в рамках XI Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям для всех желающих – школьников, студентов, аспирантов, молодых ученых, учителей и преподавателей: Проектная деятельность в школьном образовании: модный тренд или ключевое направление. Александр Кириллович Гладилин, д.х.н., профессор, Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова.

Люминесцентные материалы: не только красиво, но и полезно
Уточникова В.В.
Цикл лекций в рамках XI Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям для всех желающих – школьников, студентов, аспирантов, молодых ученых, учителей и преподавателей: Люминесцентные материалы: не только красиво, но и полезно. Валентина Владимировна Уточникова, к.х.н., Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова.

Проектная работа

Сегодня становится все более популярной так называемая проектная работа школьников, однако на этот счет есть очень разные мнения. Мы были бы признательны, если бы Вы высказали кратко свое мнение по этому поводу путем голосования. Заранее благодарны!

Закон о реформировании РАН

В Совместном заявлении Совета по науке и членов Общественного совета Минобрнауки предлагается отозвать нынешний проект закона о "реформировании" РАН из Государственной думы и вернуться к его рассмотрению с соблюдением процедуры утвержденной постановлением Правительства РФ №851 от 25.08.2012, и указом Президента РФ №601 от 07.05.2012, которая была грубо нарушена. Мы предлагаем Вам высказать (анонимно) свое мнение в данном опросе, чтобы его статистические результаты были видны всем участникам опроса и общественности.

Проектная деятельность с точки зрения учителя

Это специальный опрос для учителей и представителей школ, которых мы просим оценить значимость предлагаемых материалов, мероприятий и перспективы их дальнейшего совершенствования на пути эффективного взаимодействия школ и ВУЗов. В опросе могут также участвовать школьники, студенты и аспиранты, особенно со своими критическими замечаниями в комментариях.



 
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.