Добавление посторонних атомов в графен улучшает его свойства

Однослойный графен находит практическое применение во многих областях благодаря своим желательным внутренним свойствам. Однако эти свойства также могут ограничивать его возможности. Добавление посторонних атомов может помочь, но требует точного контроля. Теперь исследователи из Южной Кореи изобрели простую методологию для достижения точного контроля над интеграцией посторонних атомов с графеном, разработав композитные гетероструктуры на основе графена, которые можно использовать для хранения энергии по низкой цене и изготовления ультратонкой носимой электроники.

Добавление посторонних атомов в графен улучшает его свойства

В новом исследовании, опубликованном в Nano Energy, группа ученых-материаловедов из Южной Кореи разработала GML/MONS, используя низкотемпературную технику, известную как электрохимическое осаждение, при которой они выращивали наноструктуры оксидов металлов исключительно на естественных дефектах.

Они достигли этого, погрузив слой графена толщиной в один атом в раствор предшественника оксида металла. Регулируя время осаждения, ученые смогли точно нанести оксид металла на монослой графена, создав в процессе композитные структуры с уникальными свойствами. «Интегрированные монослои графена с оксидом металла с более низкой плотностью (≤30 мкг / см 2) обладают меньшим количеством дефектов, тогда как те, у которых более высокая плотность, обладают синергетическими характеристиками», — объясняет профессор Сунгвон Ли, который был частью исследовательской группы.

Контролируя толщину и плотность оксида металла, ученые разработали микро-суперконденсаторы на основе оксида кобальта (Co3O4) /GML с высокой плотностью энергии, которые можно использовать в качестве источника питания, и сверхтонкий оксид цинка (ZnO)/GML.

Ученые воодушевлены будущими перспективами их новой методологии. «Этот новый класс гетероструктур может быть использован для производства нетоксичных и недорогих устройств преобразования и хранения энергии, а также для разработки ультратонких, легких и устанавливаемых на кожу устройств, которые можно интегрировать с мониторингом состояния здоровья в реальном времени», — комментирует профессор Ли.

Выводы команды открывают путь к разработке биосовместимых, прочных, экологически чистых и сверхлегких материалов на основе графена.

Источник — Газета Daily.

Газета «DAILY» — Новости России и мира