
Проучване на международен екип от учени показа, че за да се създаде твърда „хартия“ от графенов оксид, е необходимо да се смесват твърди люспи с гъвкави порести.
Графеновият оксид (GO) е производно на графита и обикновено има формата на мънички люспи с дебелина около 1 nm. Тъй като е много по-просто да се получи от двуизмерния графен, учените изучават оксида като обещаващ материал за образуването на макроструктури. Когато разтворът GO се излее върху филтъра и се отстрани водата, се образува тънка „хартия“ с диаметър около 5 см и дебелина не повече от 40 микрона, чиито люспи се задържат единствено поради междумолекулна сила.
Общоприето е, че колкото по-добър е първоначалният компонент, толкова по-добър ще бъде крайният продукт, но в този случай този принцип не работи. Долната линия е, че големите твърди люспи са набръчкани, сгънати недостатъчно и празнотите се образуват между слоевете им. От друга страна е по-трудно да се образува лист с малки везни.
Изследователи от университетите в Северозападния и Ханянг съвместно проучиха ефекта на дупките върху здравината на люспите и паралелно намериха решение на проблема.
Използвайки смес от амоняк и водороден пероксид, те химически „отровиха“ дупките в GO, правейки го слаб и мек. Тогава екипът откри, че порестата люспеста хартия е по-силна от очакваното. Например, ако такива еднослойни люспи са били със 70% по-слаби от твърдите, тогава хартията от тях е била само с 10% по-слаба от твърдата.
Всичко обаче стана още по-интересно, когато екипът смеси твърди и порести люспи. Вместо разхлабване на хартия, направена изцяло от твърди елементи, добавянето на 10% или 25% от най-слабите люспи я подсили съответно с около 95% и 70%.
Според учените ефектът се постига благодарение на факта, че гъвкавите порести люспи запълват празнините и подобряват разпределението на силите в целия материал. Те също така твърдят, че принципът се прилага за други двуизмерни материали. В бъдеще екипът планира да създаде трайни високотехнологични влакна от графенов оксид.
Наскоро изследователите също разработиха ефективен метод за синтеза на графенови листове от дъвка, който може да намали разходите за производство на двуизмерен материал 20 пъти .