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

Фестиваль проектов Образовательного центра "Сириус": красивый эксперимент
21 июля 2017 года впервые состоялся грандиозный Фестиваль - выставка школьных проектов, разработанных в рамках Образовательной программы "Большие вызовы", на котором было представлено свыше 80 работ по 12 тематическим направлениям. В ходе Фестиваля в рамках нового формата общения около 800 школьников и 100 экспертов обсуждали у стендов результаты работы проектных команд. Завершился Фестиваль встречей и "Недетским разговором" с Президентов Российской Федерации В.В.Путиным.

Молодые ученые МГУ делятся научным опытом с воспитанниками Образовательного центра Сириус
16 - 17 июля 2017 года в Образовательном центре "Сириус" состоялись лекция и семинар выдающегося молодого ученого, ведущего научного сотрудника лаборатории материалов для электрохимической энергетики, Химического факультета, доцента факультета наук о материалах МГУ, сотрудника центра электрохимической энергетики МГУ, Массачусетского Технологического Института и Сколтеха, к.х.н. Д.М.Иткиса, посвященные принципам разработки современных электрохимических устройств для хранения энергии.

Лекции профессора Г.В.Максимова в образовательном центре Сириус
В ОЦ "Сириус" прошли лекции и встречи школьников - участников образовательной программы "Большие вызовы" с Георгием Владимировичем Максимовым, профессором кафедры биофизики биологического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова.

Научно-исследовательская работа студентов в 7 семестре. Тезисы докладов на студенческой научной конференции.
Сафронова Т.В.
Научные конференции студентов на факультете наук о материалах Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (ФНМ МГУ) – являются многолетней традицией. Зимняя конференция в 7 семестре - как контрольная точка для студентов, неотрывно от учебного процесса выполняющих квалификационную работу бакалавра.

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

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.