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):  Попова Олеся Геннадьевна

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

 

Магнитный нанопорошок...или как сделать магнитную жидкость за пару минут
Магнитный нанопорошок...или как сделать магнитную жидкость за пару минут

Приглашаем всех на неделю науки МГУ!
С 27 по 30 ноября 2017 года на базе Химического факультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова в рамках XII Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям пройдет Неделя науки. Приглашаются школьники и их родители, студенты, аспиранты, молодые ученые, учителя и преподаватели. Для слушателей без пропуска МГУ необходима предварительная регистрация.

Биология и математика - олимпиадные задания для школьников опубликованы
Начинается заочный тур для школьников по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология" XII Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" Доступны задачи по математике и биологии.

Работы победителей и призеров конкурса "Гениальные мысли"
Предлагаем ознакомиться с авторефератами работ победителей и призеров конкурса проектных работ школьников "Гениальные мысли", проходившего в рамках XI Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям в 2016-2017 году.

Вспомнить все (total recall). Часть 3. Методы исследований в нанотехнологиях (практика)
Коллектив авторов
В третьей части рассматриваются экспериментально - практические материалы, связанные с методами анализа продуктов нанотехнологий, в том числе стандартные аналитические, физико – химические и структурные методы анализа. Участники могут изучать отдельно данный курс или комбинировать его с двумя предыдущими.

Вспомнить все (total recall). Часть 2. Решение задач и проектная работа (образование и самоподготовка)
Коллектив авторов
Во второй части рассматриваются обзорные материалы материалы по нанотехнологическому образованию и проектной деятельности (Раздел А), текстовый и иллюстративный материал по образовательным и социальным аспектам с сфере нанотехнологий (Раздел Б), а также самый важный раздел для подготовки к Олимпиадам данной серии, содержащий сборники заданий и решений за 10 олимпиадных лет (Раздел В).

Вспомнить все (total recall). Часть 1. Наноматериалы и нанотехнологии (теоретические аспекты)
Коллектив авторов
В первой части рассматриваются теоретические материалы, сгруппированные по важнейшим темам (Раздел А), уровню сложности (Раздел Б), для свободного чтения по основным группам рубрикатора РОСНАНО (Раздел В), а также для прохождения викторин самоконтроля (Раздел Г).

Система практик ФНМ МГУ
А.Б.Тарасов, А.В.Кнотько, Е.А.Гудилин

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!

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.



 
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.