В сердце нанорозы Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

¡Я НАУКА В КАРТИНКАХ

100 пт

С помощью лазерного облучения глобул технического углерода можно получить углеродные наночастицы с розоподобной структурой. Просвечивающая электронная микроскопия

В сердце нанорозы

Современные нанотехнолоши позволяют создавать материалы, при-нципиально отличающиеся по своим электрическим, оптическим или механическим характеристикам от аналогичных продуктов, произведенных по традиционным технологиям. Одна из основных задач в области нанотехнологий - создание и развитие методов формирования наночастиц с заданной структурой, формой и размером, свойства которых можно прогнозировать.

Для синтеза углеродных наноматериалов сегодня широко используют метод лазерного облучения исходных углеродеодержагцих веществ. Так, первые образцы фуллеренов - молекул, в которых атомы углерода составляют симметричные многогранники, были получены при испарении графита в процессе лазерного облучения более четверти века назад (Кго1;о Н е1 а1. 1985).

При лазерном облучении происходят процессы быстрого нагрева первичных частиц до температуры, характерной для парообразования и частичного испарения углеродного материала, а затем следует фаза быстрого охлаждения, сопровождающаяся кристаллизацией углерода в графитоподобные наноструктуры.

У этого метода много достоинств. Во-первых, лазерный луч непосредственно передает энергию в облучаемый материал, что обеспечивает химическую чистоту получаемых продуктов. Во-вторых, эту энергию можно менять в широком диапазоне, что позволяет контролировать тепловое воздействие на облучаемый материал.

Сотрудники Института проблем переработки углеводородов СО РАН (Омск) совместно с физиками Омского государственного университета им. Ф. М. Достоевского исследовали воздействие импульсного наносекун-дного лазерного облучения на глобулы технического углерода.

Оказалось, что таким способом можно получать сферические углеродные частицы диаметром 100—500 нм, состоящие из рядов параллельных, пространственно протяженных графеновых слоев (графен - углеродный материал с двумерной кристаллической решеткой «толщиной» в 1 атом). Слои представляют собой углеродные оболочки, вложенные одна в другую и разделенные между собой незаполненным пространством: на электронно-микроскопических снимках эти частицы похожи на срез бутона розы.

Эксперименты показали, что на упорядоченность структуры графеновых слоев при кристаллицации, от которой зависят физико-химические свойства будущих наночастиц, влияет мощность лазерного облучения.

Синтез и исследование характеристик таких «розоподобных» наночастиц продолжается. Предположительно, их можно будет использовать в качестве составной части материалов, применяемых в топливных элементах и суперконденсаторах нового поколения.

К.х.н. М.В. Тренихин, О.В. Протасова, чл.-кор. РАН. В. А. Лихоло-бов (Институт проблем переработки углеводородов СО РАН, Омск), к.ф.-м.н. Г.М. Серопян (Омский государственный университет им. Ф.М.Достоевского), д.х. н. Ю.Г. Кряжев, к.х.н. В.А.Дроздов (Омский научный центр СО РАН,

Омск)

125

© М. В. Тренихин, О. В. Протасова, В.А. Лихолобов, Г.М. Серопян, Ю.Г. Кряжев, В.А. Дроздов, 2013