✖


Jump to content

Оксид графита

Структура, предложенная в 1998 г. [1] с функциональными группами. A: Эпоксидные мостики , B: Гидроксильные группы , C: Парные карбоксильные группы .

Оксид графита (GO), ранее называвшийся оксидом графита или графитовой кислотой , представляет собой соединение углерода , кислорода и водорода в переменных соотношениях, получаемое путем обработки графита сильными окислителями и кислотами для растворения дополнительных металлов . Максимально окисленный сыпучий продукт представляет собой желтое твердое вещество с соотношением C:O от 2,1 до 2,9, которое сохраняет слоистую структуру графита, но с гораздо большим и неравномерным расстоянием между ними. [2] [3]

Объемный материал самопроизвольно диспергируется в основных растворах или может быть диспергирован ультразвуком в полярных растворителях с образованием мономолекулярных листов, известных как оксид графена по аналогии с графеном , однослойной формой графита. [4] Листы оксида графена использовались для изготовления прочных материалов, подобных бумаге, мембран, тонких пленок и композитных материалов. Первоначально оксид графена вызывал значительный интерес как возможный промежуточный продукт для производства графена. Графен, полученный восстановлением оксида графена, все еще имеет множество химических и структурных дефектов, что является проблемой для некоторых приложений, но преимуществом для других. [5] [6]

История и подготовка

[ редактировать ]

Оксид графита был впервые получен оксфордским химиком Бенджамином К. Броди в 1859 году путем обработки графита смесью хлората калия и дымящей азотной кислоты . [7] Он сообщил о синтезе «бумагоподобной фольги» толщиной 0,05 мм. В 1957 году Хаммерс и Оффман разработали более безопасный, быстрый и эффективный процесс, названный методом Хаммерса , с использованием смеси серной кислоты H 2 SO 4 , нитрата натрия NaNO 3 и перманганата калия KMnO 4 , который до сих пор широко используется, часто с некоторые модификации. [2] [8] [9] Крупнейший монослойный ОГ с высокоинтактным углеродным каркасом и минимальной концентрацией остаточных примесей может быть синтезирован в инертных контейнерах с использованием особо чистых реагентов и растворителей. [10]

Оксиды графита демонстрируют значительную вариацию свойств в зависимости от степени окисления и метода синтеза. [11] [12] Например, температура взрывного расслоения обычно выше у оксида графита, полученного методом Броди, по сравнению с оксидом графита Хаммерса, разница составляет до 100 градусов при одинаковых скоростях нагрева. [13] Гидратационные и сольватационные свойства оксидов графита Броди и Хаммерса также существенно различаются. [14]

Недавно смесь H 2 SO 4 и KMnO 4 была использована для разрезания углеродных нанотрубок вдоль, в результате чего получились микроскопические плоские ленты графена шириной в несколько атомов, края которых «закрыты» атомами кислорода (=O) или гидроксильными группами. (-ОЙ). [15]

Оксид графита (графена) также был получен с использованием метода синтеза «снизу вверх» (метод Танга-Лау), в котором единственным источником является глюкоза. Этот процесс безопаснее, проще и экологичнее по сравнению с традиционно «сверху». «даун», в котором участвуют сильные окислители. Еще одним важным преимуществом метода Тан-Лау является контроль толщины от монослоя до нескольких слоев путем регулирования параметров роста. [16]

Структура

[ редактировать ]

Структура и свойства оксида графита зависят от конкретного метода синтеза и степени окисления. [11] [12] Обычно он сохраняет слоистую структуру исходного графита, но слои искривлены, а расстояние между слоями примерно в два раза больше (~ 0,7 нм), чем у графита. Строго говоря, «оксид» — неправильное, но исторически устоявшееся название. Помимо эпоксидных групп (мостиковых атомов кислорода), экспериментально обнаружены и другие функциональные группы: [11] карбонил (C=O), гидроксил (-OH), фенол , а в оксидах графита, полученных с использованием серной кислоты (например, метод Хаммерса), часто обнаруживаются некоторые примеси серы, например, в виде органосульфатных групп. [17] [18] [19] [20] [21] [22] Детальная структура до сих пор не понятна из-за сильного беспорядка и неравномерной упаковки слоев.

Слои оксида графена имеют толщину около 1,1 ± 0,2 нм. [17] [18] Сканирующая туннельная микроскопия показывает наличие локальных областей, в которых атомы кислорода расположены прямоугольно с постоянной решетки 0,27 нм × 0,41 нм. [18] [23] Края каждого слоя оканчиваются карбоксильными и карбонильными группами. [17] Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия показывает наличие нескольких пиков C 1 s , их количество и относительная интенсивность зависят от конкретного используемого метода окисления. Отнесение этих пиков к определенным типам функционализации углерода является несколько неопределенным и все еще обсуждается. Например, одна интерпретация выглядит следующим образом: неоксигенированные кольцевые контексты (284,8 эВ), CO (286,2 эВ), C=O (287,8 эВ) и OC=O (289,0 эВ). [24] Другая интерпретация, использующая расчет теории функционала плотности , выглядит следующим образом: C=C с дефектами, такими как функциональные группы и пятиугольники (283,6 эВ), C=C (некислородные кольцевые контексты) (284,3 эВ), sp 3 CH в базисной плоскости и C=C с функциональными группами (285,0 эВ), C=O и C=C с функциональными группами, CO (286,5 эВ) и OC=O (288,3 эВ). [25]

Оксид графита гидрофильен и легко гидратируется при воздействии водяного пара или погружении в жидкую воду, что приводит к заметному увеличению межплоскостного расстояния (до 1,2 нм в насыщенном состоянии). Дополнительная вода также попадает в межслоевое пространство из-за эффектов, вызванных высоким давлением. [26] Максимальное состояние гидратации оксида графита в жидкой воде соответствует внедрению 2-3 монослоев воды. Охлаждение образцов оксида графита/H 2 O приводит к «псевдоотрицательному тепловому расширению», а охлаждение ниже точки замерзания воды приводит к удалению одного монослоя воды и сжатию решетки. [14] Полное удаление воды из конструкции представляется затруднительным, поскольку нагрев при 60–80 °С приводит к частичному разложению и деградации материала.

Отслаивание оксида графита при высокой температуре, скриншоты из видео. [27] Расслаивание приводит к десятикратному увеличению объема образца и образованию углеродного порошка с зернами толщиной в несколько графеновых слоев. [28]

Подобно воде, оксид графита легко присоединяет другие полярные растворители, например спирты. Однако интеркаляция полярных растворителей происходит существенно по-разному в оксидах графита Броди и Хаммерса. Оксид графита Броди интеркалируется в условиях окружающей среды одним монослоем спиртов и несколькими другими растворителями (например, диметилформамидом и ацетоном ), когда жидкий растворитель доступен в избытке. Разделение слоев оксида графита пропорционально размеру молекулы спирта. [29] Охлаждение оксида графита Броди, погруженного в избыток жидкого метанола , этанола , ацетона и диметилформамида, приводит к ступенчатому внедрению дополнительного монослоя растворителя и расширению решетки. Фазовый переход, обнаруженный методами рентгеновской дифракции и дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), является обратимым; Удаление монослоя растворителя наблюдается при обратном нагреве образца от низких температур. [30] Дополнительный монослой метанола и этанола обратимо внедряется в структуру оксида графита Броди в условиях высокого давления. [29]

Оксид графита Hummers интеркалируется двумя монослоями метанола или этанола при температуре окружающей среды. Межслоевое расстояние оксида графита Хаммерса в избытке жидких спиртов постепенно увеличивается с понижением температуры, достигая 19,4 и 20,6 Å при 140 К для метанола и этанола соответственно. Постепенное расширение решетки оксида графита Хаммерса при охлаждении соответствует внедрению как минимум двух дополнительных монослоев растворителя. [31]

Оксид графита отслаивается и разлагается при быстром нагревании при умеренно высоких температурах (~280–300 °С) с образованием мелкодисперсного аморфного углерода , чем-то похожего на активированный уголь . [28]

Характеристика

[ редактировать ]
(A) Изображение фракционированного GO, (B) XRD, (C) Рамановский спектр и (D) FTIR-спектры GO (черный), более окисленной фракции GOw (синий) и менее окисленной фракции GOe (красный). [11]

XRD , FTIR , рамановский анализ , XPS , AFM , TEM , SEM / EDX , термогравиметрический анализ [11] [32] [33] [25] [34] и т. д. — это некоторые распространенные методы, используемые для характеристики образцов GO. [35] Результаты экспериментов графита/оксида графена детально проанализированы расчетным путем. [36] [37] Поскольку распределение кислородных функциональных групп на листах ОГ является полидисперсным, методы фракционирования можно использовать для характеристики и разделения листов ОГ на основе окисления. [11] Различные методы синтеза приводят к получению разных типов оксида графена. Даже разные партии, полученные при использовании одинаковых методов окисления, могут иметь различия в своих свойствах из-за различий в процессах очистки или закалки. [11]

Свойства поверхности

[ редактировать ]

Также возможно модифицировать поверхность оксида графена, чтобы изменить его свойства. [33] [38] Оксид графена обладает уникальными поверхностными свойствами, которые делают его очень хорошим поверхностно-активным веществом, стабилизирующим различные эмульсионные системы. [33] [11] Оксид графена остается на границе раздела эмульсионных систем из-за разницы в поверхностной энергии двух фаз, разделенных границей раздела. [39] [33]

Отношение к воде

[ редактировать ]
Оксид графена в жидкой воде. [40]

Оксиды графита поглощают влагу пропорционально влажности и набухают в жидкой воде. Количество воды, поглощенной оксидами графита, зависит от конкретного метода синтеза и имеет сильную температурную зависимость.

Оксид графита Броди избирательно поглощает метанол из смесей вода/метанол в определенном диапазоне концентраций метанола. [41]

Мембраны, изготовленные из оксидов графита (в последнее время все чаще называемые мембранами из оксида графена), вакуумонепроницаемы и непроницаемы для азота и кислорода, но проницаемы для паров воды. Мембраны также непроницаемы для «веществ с более низкой молекулярной массой». Проникновение графита и графенооксидных мембран полярными растворителями возможно из-за набухания структуры оксида графита. [42] Мембраны в набухшем состоянии также проницаемы для газов, например гелия . Листы оксида графена химически активны в жидкой воде, что приводит к приобретению небольшого отрицательного заряда. [40]

Межслоевое расстояние высушенных оксидов графита составляет ~6–7 Å, но в жидкой воде оно увеличивается до 11–13 Å при комнатной температуре. Расширение решетки становится сильнее при более низких температурах. Межслоевое расстояние в разбавленном NaOH достигало бесконечности , в результате чего оксид графита в растворе диспергировался в однослойные листы оксида графена. Оксид графита может использоваться в качестве катионообменной мембраны для таких материалов, как KCl, HCl, CaCl 2 , MgCl 2 , BaCl 2 растворы . Мембраны были проницаемы для крупных ионов щелочных металлов, поскольку они способны проникать между слоями оксида графена. [42]

Приложения

[ редактировать ]

Оптическая нелинейность

[ редактировать ]

Нелинейно-оптические материалы имеют большое значение для сверхбыстрой фотоники и оптоэлектроники. Недавно гигантская оптическая нелинейность оксида графена (ГО) оказалась полезной для ряда приложений. [43] Например, оптическое ограничение ОГ незаменимо для защиты чувствительных инструментов от лазерного повреждения. Насыщаемое поглощение можно использовать для сжатия импульсов, синхронизации мод и переключения добротности. Кроме того, нелинейная рефракция ( эффект Керра ) имеет решающее значение для таких приложений, как полностью оптическая коммутация, регенерация сигнала и быстрая оптическая связь.

Одним из наиболее интригующих и уникальных свойств ОГ является то, что его электрические и оптические свойства можно динамически настраивать, манипулируя содержанием кислородсодержащих групп с помощью химических или физических методов восстановления. Настройка оптических нелинейностей была продемонстрирована в процессе лазерно-индуцированного восстановления посредством непрерывного увеличения лазерного излучения, и были обнаружены четыре стадии различных нелинейных активностей, которые могут служить многообещающими твердотельными материалами для новых нелинейных функциональных устройств. [44] А металлические наночастицы могут значительно усилить оптическую нелинейность. [45] и флуоресценция [46] оксида графена.

Производство графена

[ редактировать ]

Оксид графита вызвал большой интерес как возможный путь крупномасштабного производства и обработки графена , материала с необычайными электронными свойствами. Оксид графита сам по себе является изолятором. [47] почти полупроводник , с дифференциальной проводимостью [11] от 1 до 5×10 −3 См/см при напряжении смещения 10 В. [47] Однако, будучи гидрофильным , оксид графита легко диспергируется в воде, распадаясь на макроскопические хлопья, преимущественно в один слой. Химическое восстановление этих чешуек даст суспензию чешуек графена. Утверждалось, что о первом экспериментальном наблюдении графена сообщил Ханнс-Петер Бём в 1962 году. [48] В этой ранней работе было продемонстрировано существование монослойных восстановленных чешуек оксида графена. Вклад Бема недавно признал Андре Гейм , лауреат Нобелевской премии за исследования графена. [49]

Частичного восстановления можно добиться обработкой суспендированного оксида графена гидразингидратом при 100 °C в течение 24 часов. [24] подвергая оксид графена воздействию водородной плазмы в течение нескольких секунд, [47] или под воздействием сильного импульса света, например, от ксеноновой вспышки . [50] Из-за протокола окисления многочисленные дефекты, уже присутствующие в оксиде графена, снижают эффективность восстановления. Таким образом, качество графена, полученного после восстановления, ограничивается качеством прекурсора (оксида графена) и эффективностью восстановителя. [51] Однако проводимость графена, полученного этим путем, ниже 10 См/см, [50] а подвижность заряда составляет от 0,1 до 10 см. 2 /Против. [47] [52] [53] Эти значения намного выше, чем у оксида, но все же на несколько порядков ниже, чем у чистого графена. [47] Недавно протокол синтеза оксида графита был оптимизирован и получен практически неповрежденный оксид графена с сохранившимся углеродным каркасом. Восстановление этого почти неповрежденного оксида графена происходит гораздо лучше, а значения подвижности носителей заряда превышают 1000 см-1. 2 /Vs за лучшее качество хлопьев. [54] Проверка с помощью атомно-силового микроскопа показывает, что кислородные связи искажают углеродный слой, создавая выраженную внутреннюю шероховатость оксидных слоев, которая сохраняется и после восстановления. Эти дефекты также проявляются в спектрах комбинационного рассеяния оксида графена. [47]

Большие количества листов графена также можно производить термическими методами. Например, в 2006 году был открыт метод, позволяющий одновременно отшелушивать и восстанавливать оксид графита путем быстрого нагрева (>2000 °С/мин) до 1050 °С. При этой температуре углекислый газ высвобождается по мере удаления кислородных функциональных групп и взрывно разделяет листы при выходе. [55] Температура восстановления важна для содержания кислорода в конечном продукте, причем более высокая степень восстановления соответствует более высоким температурам восстановления. [56] [57]

Воздействие на пленку оксида графита лазером DVD LightScribe также показало, что можно получить качественный графен по низкой цене. [58]

Оксид графена также был восстановлен до графена in situ с использованием 3D-печати созданной бактерии E. coli . [59] Соединение оксида графена с биомолекулами, такими как пептиды, белки и ферменты, расширяет возможности его биомедицинского применения. [60] В настоящее время исследователи сосредоточены на восстановлении оксида графена с помощью нетоксичных веществ; Широко используются порошок чая и кофе, экстракт лимона и антиоксиданты на основе различных растений. [61]

Очистка воды

[ редактировать ]

Оксиды графита изучались для опреснения воды с помощью обратного осмоса, начиная с 1960-х годов. [62] В 2011 году были опубликованы дополнительные исследования. [63]

В 2013 году Lockheed Martin анонсировала графеновый фильтр Perforene . Lockheed утверждает, что фильтр снижает затраты на электроэнергию при опреснении обратным осмосом на 99%. Компания Lockheed заявила, что этот фильтр был в 500 раз тоньше, чем лучший фильтр на рынке, в тысячу раз прочнее и требовал 1% давления. [64] Ожидалось, что продукт будет выпущен не раньше 2020 года. [65]

Другое исследование показало, что оксид графита можно спроектировать так, чтобы он пропускал воду, но сохранял некоторые более крупные ионы. [64] Узкие капилляры обеспечивают быстрое проникновение одно- или двухслойной воды. Многослойные ламинаты имеют структуру, близкую к перламутру , что обеспечивает механическую прочность в безводных условиях. Гелий не может проходить через мембраны в условиях отсутствия влажности, но легко проникает при воздействии влаги, тогда как водяной пар проходит без сопротивления. Сухие ламинаты вакуумонепроницаемы, но при погружении в воду они действуют как молекулярные сита, блокируя некоторые растворенные вещества. [66]

В рамках третьего проекта были созданы листы графена с субнаноразмерными (0,40 ± 0,24 нм) порами. Графен подвергся бомбардировке ионами галлия , которые разрушают углеродные связи. Травление результата окислительным раствором приводит к образованию дыры в каждом месте, пораженном ионом галлия. Продолжительность пребывания в окислительном растворе определяла средний размер пор. Плотность пор достигла 5 триллионов пор на квадратный сантиметр при сохранении структурной целостности. Поры обеспечивают транспорт катионов после коротких периодов окисления, что соответствует электростатическому отталкиванию отрицательно заряженных функциональных групп на краях пор. После более длительных периодов окисления листы стали проницаемы для соли, но не для более крупных органических молекул. [67]

В 2015 году команда создала чай из оксида графена, который в течение дня удаляет 95% тяжелых металлов из водного раствора. [68] Композит, состоящий из мелких ферримагнитных наночастиц NiFe 2 O 4 и частично восстановленного оксида графена, функционализированного атомами азота, был успешно использован для удаления иона Cr(III) из воды. Преимущество этого нанокомпозита в том, что его можно отделить от воды магнитным способом. [69] В одном из проектов атомы углерода располагались слоями в сотовой структуре, образуя кристалл шестиугольной формы шириной и длиной около 0,1 миллиметра с субнанометровыми отверстиями. Более поздние работы увеличили размер мембраны до нескольких миллиметров. [70]

Графен, прикрепленный к опорной структуре из поликарбоната, изначально был эффективен при удалении соли. Однако в графене образовались дефекты. Заполнение более крупных дефектов нейлоном, а мелких дефектов металлическим гафнием с последующим нанесением слоя оксида восстановило фильтрационный эффект. [70]

В 2016 году инженеры разработали пленки на основе графена, питаемые солнцем, которые могут фильтровать грязную/соленую воду. С помощью бактерий был получен материал, состоящий из двух наноцеллюлозы слоев . Нижний слой содержит чистую целлюлозу , а верхний слой содержит целлюлозу и оксид графена, который поглощает солнечный свет и выделяет тепло. Система всасывает воду снизу в материал. Вода диффундирует в верхний слой, где испаряется и оставляет после себя любые загрязнения. Испарение конденсируется сверху, где его можно улавливать. Пленка создается путем многократного добавления жидкого покрытия, которое затвердевает. Бактерии производят волокна наноцеллюлозы с вкраплениями хлопьев оксида графена. Пленка легкая и ее легко производить в больших масштабах. [71]

Покрытие

[ редактировать ]

Оптически прозрачные многослойные пленки из оксида графена непроницаемы в сухих условиях. Под воздействием воды (или водяного пара) они позволяют молекулам проходить ниже определенного размера. наноразмера остаются капилляры Пленки состоят из миллионов случайно уложенных друг на друга чешуек, между которыми . Закрытие этих нанокапилляров с помощью химического восстановления иодистоводородной кислотой создает пленки «восстановленного оксида графена» (r-GO), которые полностью непроницаемы для газов, жидкостей или сильных химикатов толщиной более 100 нанометров. Стеклянную посуду или медные пластины, покрытые такой графеновой «краской», можно использовать в качестве емкостей для едких кислот. Пластиковые пленки с графеновым покрытием можно использовать в медицинской упаковке для увеличения срока хранения. [72] [ нужен лучший источник ]

[ редактировать ]

Дисперсные хлопья оксида графена также можно просеять из дисперсии (как при производстве бумаги ) и спрессовать для получения чрезвычайно прочной бумаги из оксида графена . [16]

Оксид графена использовался в приложениях для анализа ДНК. Большая плоская поверхность оксида графена позволяет одновременно тушить несколько зондов ДНК, меченных разными красителями, обеспечивая обнаружение нескольких мишеней ДНК в одном растворе. Дальнейшие достижения в области датчиков ДНК на основе оксида графена могут привести к очень недорогому быстрому анализу ДНК. [73] Недавно группа исследователей из университета Л'Акуила (Италия) обнаружила новые смачивающие свойства оксида графена, термически восстановленного в сверхвысоком вакууме до 900 °C. Они обнаружили корреляцию между химическим составом поверхности, свободной поверхностной энергией и ее полярными и дисперсионными компонентами, что дает объяснение смачивающим свойствам оксида графена и восстановленного оксида графена. [74] [75]

Гибкий аккумуляторный электрод

[ редактировать ]

Оксид графена был продемонстрирован как гибкий материал анода отдельно стоящей батареи для литий-ионных батарей при комнатной температуре. [76] и натрий-ионные аккумуляторы. [77] [78] Он также изучается в качестве проводящего агента с большой площадью поверхности в катодах литий-серных аккумуляторов. [79] Функциональные группы оксида графена могут служить местами химической модификации и иммобилизации активных частиц. Такой подход позволяет создавать гибридные архитектуры электродных материалов. Недавние примеры этого были реализованы в литий-ионных батареях, которые известны своей способностью перезаряжаться за счет низких пределов емкости. Недавние исследования показали, что композиты на основе оксида графена, функционализированные оксидами и сульфидами металлов, способствуют повышению производительности аккумуляторов. Это также было адаптировано для применения в суперконденсаторах, поскольку электронные свойства оксида графена позволяют ему обойти некоторые из наиболее распространенных ограничений типичных электродов из оксида переходного металла. Исследования в этой области развиваются, наряду с дополнительным изучением методов, включающих легирование азотом и регулирование pH для улучшения емкости. [80] Кроме того, в настоящее время изучаются исследования листов восстановленного оксида графена, которые обладают превосходными электронными свойствами, близкими к чистому графену. Восстановленный оксид графена значительно увеличивает проводимость и эффективность, жертвуя при этом некоторой гибкостью и структурной целостностью. [81] [82] [83]

Линза из оксида графена

[ редактировать ]
Основная статья: Графеновая линза

Оптическая линза играет решающую роль практически во всех областях науки и техники с момента ее изобретения около 3000 лет назад. Благодаря достижениям в области технологий микро- и нанопроизводства, постоянная миниатюризация обычных оптических линз всегда требовалась для различных приложений, таких как связь, датчики, хранение данных и широкий спектр других отраслей, ориентированных на технологии и потребителей. В частности, все меньшие размеры, а также меньшая толщина микролинз крайне необходимы для субволновой оптики или нанооптики с чрезвычайно маленькими структурами, особенно для приложений видимого и ближнего ИК-диапазона. Кроме того, поскольку масштаб расстояний для оптической связи сокращается, требуемые размеры микролинз быстро уменьшаются.

Недавно превосходные свойства недавно открытого оксида графена позволили найти новые решения для преодоления проблем, с которыми сталкиваются современные устройства планарной фокусировки. В частности, гигантская модификация показателя преломления (до 10^-1), которая на порядок больше, чем у современных материалов, между оксидом графена (GO) и восстановленным оксидом графена (rGO) была продемонстрирована путем динамического управления содержанием кислорода в нем. методом прямой лазерной записи (DLW). В результате общая толщина линзы потенциально может быть уменьшена более чем в десять раз. Кроме того, обнаружено, что линейное оптическое поглощение GO увеличивается по мере углубления восстановления GO, что приводит к контрасту передачи между GO и rGO и, следовательно, обеспечивает механизм амплитудной модуляции. Более того, обнаружено, что как показатель преломления, так и оптическое поглощение не имеют дисперсии в широком диапазоне длин волн от видимого до ближнего инфракрасного диапазона. Наконец, пленка GO предлагает гибкие возможности нанесения рисунка за счет использования безмасочного метода DLW, что снижает сложность производства и требования.

В результате недавно с использованием метода DLW была реализована новая ультратонкая плоская линза на тонкой пленке GO. [84] Очевидным преимуществом плоской линзы GO является то, что фазовая модуляция и амплитудная модуляция могут быть достигнуты одновременно, что объясняется гигантской модуляцией показателя преломления и переменным линейным оптическим поглощением GO во время процесса его восстановления соответственно. Благодаря улучшенным возможностям формирования волнового фронта толщина линзы уменьшена до субволнового масштаба (~ 200 нм), что тоньше, чем у всех современных диэлектрических линз (масштаб ~ мкм). Интенсивностью фокусировки и фокусным расстоянием можно эффективно управлять, варьируя мощность лазера и размеры линз соответственно. Благодаря использованию масляно-иммерсионного объектива с высокой числовой апертурой (NA) во время процесса DLW был реализован размер производственного элемента 300 нм на пленке GO, и, следовательно, минимальный размер линзы был уменьшен до 4,6 мкм в диаметре, что является наименьшим размером планарного микрообъектива. линзу и может быть реализован только с помощью Metasurface от FIB. После этого фокусное расстояние можно уменьшить до 0,8 мкм, что потенциально увеличит числовую апертуру (NA) и разрешение фокусировки.

Полная ширина на полувысоте (FWHM) 320 нм в минимальном фокальном пятне с использованием входного луча 650 нм была продемонстрирована экспериментально, что соответствует эффективной числовой апертуре 1,24 (n = 1,5), самой большой числовой апертуре современных микросхем. линзы. Кроме того, с помощью той же планарной линзы была реализована возможность сверхширокополосной фокусировки от 500 нм до 2 мкм, что по-прежнему является серьезной проблемой фокусировки в инфракрасном диапазоне из-за ограниченной доступности подходящих материалов и технологий изготовления. Самое главное, что синтезированные высококачественные тонкие пленки ОГ можно гибко интегрировать на различные подложки и легко изготавливать одностадийным методом DLW на большой площади при сравнительно низкой стоимости и мощности (~нДж/импульс), что в конечном итоге делает Плоские линзы GO, перспективные для различных практических применений.

Преобразование энергии

[ редактировать ]

Фотокаталитическое расщепление воды — это искусственный процесс фотосинтеза, при котором вода диссоциируется на водород (H2) и кислород (O2) с использованием искусственного или естественного света. В настоящее время исследуются такие методы, как фотокаталитическое расщепление воды, для производства водорода в качестве чистого источника энергии. Превосходная подвижность электронов и большая площадь поверхности листов оксида графена позволяют предположить, что его можно использовать в качестве катализатора, отвечающего требованиям этого процесса. В частности, функциональные группы эпоксида (-O-) и гидроксида (-OH) оксида графена позволяют более гибко контролировать процесс расщепления воды. Эту гибкость можно использовать для настройки ширины запрещенной зоны и положения полос, которые необходимы при фотокаталитическом расщеплении воды. Недавние исследовательские эксперименты показали, что фотокаталитическая активность оксида графена, ширина запрещенной зоны которого находится в необходимых пределах, дала эффективные результаты расщепления, особенно при использовании с 40-50% покрытием при соотношении гидроксид:эпоксид 2:1. При использовании в композитных материалах с Было показано, что CdS (типичный катализатор, используемый при фотокаталитическом расщеплении воды), нанокомпозиты из оксида графена демонстрируют повышенное производство водорода и квантовую эффективность.

Хранение водорода

[ редактировать ]

Оксид графена также исследуется на предмет его применения в хранении водорода. Молекулы водорода могут храниться среди функциональных групп на основе кислорода, расположенных по всему листу. Этой способностью накапливать водород можно дополнительно манипулировать, модулируя межслоевое расстояние между листами, а также внося изменения в размеры пор. Исследования по украшению переходными металлами углеродных сорбентов с целью повышения энергии связывания водорода привели к экспериментам с титаном и магнием, прикрепленными к гидроксильным группам, что позволяет связывать несколько молекул водорода.

Точная медицина

[ редактировать ]

Оксид графена изучался на предмет его многообещающего использования в широком спектре наномедицинских приложений, включая тканевую инженерию , лечение рака , медицинскую визуализацию и доставку лекарств . [85] Его физико-химические свойства позволяют создать структуру, регулирующую поведение стволовых клеток , с потенциалом способствовать внутриклеточной доставке ДНК , факторов роста и синтетических белков , которые могут способствовать восстановлению и регенерации мышечной ткани . [86] Благодаря своему уникальному поведению в биологической среде ГО также был предложен в качестве нового материала для ранней диагностики рака . [87]

Его также исследовали на предмет его использования в вакцинах и иммунотерапии двойного назначения , в том числе в качестве адъюванта и носителя биомедицинских материалов . [88] [89] В сентябре 2020 года исследователи из Шанхайского национального инженерно-исследовательского центра нанотехнологий в Китае подали патент на использование оксида графена в рекомбинантной вакцине разрабатываемой против SARS-CoV-2 . [90]

Токсичность

[ редактировать ]

Выявлено несколько типичных механизмов, лежащих в основе токсичности графеновых (оксидных) наноматериалов, например, физическое разрушение, окислительный стресс, повреждение ДНК, воспалительная реакция, апоптоз, аутофагия и некроз. В этих механизмах толл-подобные рецепторы (TLR), пути, зависимые от трансформирующего фактора роста-бета (TGF-β) и фактора некроза опухоли-альфа в сеть сигнальных путей вовлечены (TNF-α), а окислительный стресс играет решающую роль. роль на этих путях. Многие эксперименты показали, что графеновые (оксидные) наноматериалы обладают токсичными побочными эффектами во многих биологических приложениях, но необходимо более глубокое изучение механизмов токсичности. [91] По данным FDA США, графен, оксид графена и восстановленный оксид графена вызывают токсические эффекты как in vitro, так и in vivo. [92] Наноматериалы семейства графена (GFN) не одобрены FDA США для потребления человеком.

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Он, Х.; Клиновски Дж.; Форстер, М.; Лерф, А. (1998). «Новая структурная модель оксида графита». Письма по химической физике . 287 (1): 53. Бибкод : 1998CPL...287...53H . дои : 10.1016/S0009-2614(98)00144-4 .
  2. ^ Jump up to: а б Хаммерс, штат Вашингтон; Оффеман, Р.Э. (1958). «Приготовление оксида графита». Журнал Американского химического общества . 80 (6): 1339. doi : 10.1021/ja01539a017 .
  3. ^ Садри, Рад (2017). «Экспериментальное исследование теплофизических и реологических свойств стабильных и зеленых наножидкостей восстановленного оксида графена: гидротермальный метод» . Журнал дисперсионной науки и технологий . 38 (9): 1302–1310. дои : 10.1080/01932691.2016.1234387 . S2CID   53349683 .
  4. ^ Дрейер, Д.Р.; Парк, С.; Белявски, CW; Руофф, РС (2010). «Химия оксида графена». Обзоры химического общества . 39 (1): 228–240. дои : 10.1039/b917103g . ПМИД   20023850 . S2CID   18364219 .
  5. ^ Вэй, X.-D.; Мао, Л.; Солер-Креспо, РА; Пачи, Джей Ти; Хуанг, Ж.-Х.; Нгуен, СТ; Эспиноза, HD (2015). «Пластичность и пластичность оксида графена за счет механохимически вызванного механизма устойчивости к повреждениям» . Природные коммуникации . 6 : 8029. Бибкод : 2015NatCo...6.8029W . дои : 10.1038/ncomms9029 . ПМК   4560785 . ПМИД   26289729 .
  6. ^ Модификации структурного, функционального и магнитного упорядочения в оксиде графена и графите под действием облучения ионами золота с энергией 100 МэВ, Вакуум, том 182, декабрь 2020 г., 109700, DOI: https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2020.109700
  7. ^ Броди, Британская Колумбия (1859 г.). «Об атомном весе графита» . Философские труды Лондонского королевского общества . 149 : 249–259. Бибкод : 1859RSPT..149..249B . дои : 10.1098/rstl.1859.0013 . JSTOR   108699 .
  8. ^ Ковтюхова Н.И.; Оливье, Пи Джей; Мартин, Би Джей; Маллук, TE; Чижик, С.А.; Бузанева Е.В.; Горчинский А.Д. (январь 1999 г.). «Послойная сборка ультратонких композиционных пленок из микронных листов оксида графита и поликатионов». Химия материалов . 11 (3): 771–778. дои : 10.1021/cm981085u .
  9. ^ Маркано, округ Колумбия; Косынкин Д.В.; Берлин, Дж. М.; Синицкий А.; Солнце, З.; Слесарев А.; Алемани, LB; Лу, В.; Тур, Дж. М. (2010). «Улучшенный синтез оксида графена». АСУ Нано . 4 (8): 4806–4814. CiteSeerX   10.1.1.456.3422 . дои : 10.1021/nn1006368 . ПМИД   20731455 .
  10. ^ Бутц, Бенджамин; Долле, Кристиан; Халбиг, Кристиан Э.; Шпикер, Эрдманн; Эйглер, Зигфрид (19 декабря 2016 г.). «Высокоинтактный и чистый оксо-функционализированный графен: синтез и электронно-лучевое восстановление». Angewandte Chemie, международное издание . 55 (51): 15771–15774. дои : 10.1002/anie.201608377 . ISSN   1521-3773 . ПМИД   27865029 .
  11. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Кумар, Хариш В.; Уолторнист, Стивен Дж.; Адамсон, Дуглас Х. (март 2016 г.). «Фракционирование и характеристика оксида графена по степени окисления посредством стабилизации эмульсии» . Карбон . 98 : 491–495. Бибкод : 2016Carbo..98..491K . doi : 10.1016/j.carbon.2015.10.083 .
  12. ^ Jump up to: а б Файхт, Патрик; Сигел, Рене; Турн, Герберт; Нойбауэр, Йенс В.; Сьюз, Максимилиан; Сабо, Тамаш; Талызин Александр В.; Халбиг, Кристиан Э.; Эйглер, Зигфрид (апрель 2017 г.). «Систематическая оценка различных типов оксида графена с точки зрения изменений их модуля в плоскости» (PDF) . Карбон . 114 : 700–705. Бибкод : 2017Carbo.114..700F . doi : 10.1016/j.carbon.2016.12.065 . ISSN   0008-6223 .
  13. ^ Бём, Х.-П.; Шольц, В. (1965). «Точка флага» оксида графита». Журнал неорганической и общей химии . 335 (1–2): 74–79. дои : 10.1002/zaac.19653350107 .
  14. ^ Jump up to: а б Ты, С.; Лузан, С.М.; Сабо, Т.С.; Талызин А.В. (2013). «Влияние метода синтеза на сольватацию и расслоение оксида графита». Карбон . 52 : 171–180. Бибкод : 2013Carbo..52..171Y . doi : 10.1016/j.carbon.2012.09.018 .
  15. ^ Косынкин Д.В.; Хиггинботэм, Алабама; Синицкий А.; Ломеда-младший; Димиев А.; Цена, БК; Тур, Дж. М. (2009). «Продольное расстегивание углеродных нанотрубок с образованием графеновых нанолент». Природа . 458 (7240): 872–876. Бибкод : 2009Natur.458..872K . дои : 10.1038/nature07872 . hdl : 10044/1/4321 . ПМИД   19370030 . S2CID   2920478 .
  16. ^ Jump up to: а б Тан, Л.; Ли, Х.; Джи, Р.; Тенг, Канзас; Тай, Г.; Йе, Дж.; Вэй, К.; Лау, СП (2012). «Синтез крупномасштабных нанолистов оксида графена снизу вверх». Журнал химии материалов . 22 (12): 5676. doi : 10.1039/C2JM15944A . hdl : 10397/15682 .
  17. ^ Jump up to: а б с Шнипп, ХК; Ли, Дж.Л.; Макаллистер, MJ; Сай, Х.; Эррера-Алонсо, М.; Адамсон, Д.Х.; Прюд'Хомм, РК; Автомобиль, Р.; Сэвилл, Д.А.; Аксай, ИА (2006). «Функционализированные листы одиночного графена, полученные в результате расщепления оксида графита». Журнал физической химии Б. 110 (17): 8535–8539. CiteSeerX   10.1.1.504.4994 . дои : 10.1021/jp060936f . ПМИД   16640401 .
  18. ^ Jump up to: а б с Панди, Д.; Райфенбергер, Р.; Пинер, Р. (2008). «Исследование расслоенных окисленных графеновых листов с помощью сканирующей зондовой микроскопии». Поверхностная наука . 602 (9): 1607. Бибкод : 2008SurSc.602.1607P . дои : 10.1016/j.susc.2008.02.025 .
  19. ^ Эйглер, С.; Доцер, К.; Хоф, Ф.; Бауэр, В.; Хирш, А. (2013). «Разновидности серы в оксиде графена». Химия: Европейский журнал . 19 (29): 9490–6. дои : 10.1002/chem.201300387 . ПМИД   23780799 .
  20. ^ Файхт, Патрик; Кунц, Дэниел А.; Лерф, Антон; Бреу, Йозеф (декабрь 2014 г.). «Простое и масштабируемое одноэтапное производство органически модифицированного оксида графена путем двухфазной экстракции». Карбон . 80 : 229–234. Бибкод : 2014Carbo..80..229F . doi : 10.1016/j.carbon.2014.08.061 . ISSN   0008-6223 .
  21. ^ Лерф, Антон; Он, Хейонг; Форстер, Майкл; Клиновски, Яцек (июнь 1998 г.). «Возвращение к структуре оксида графита». Журнал физической химии Б. 102 (23): 4477–4482. дои : 10.1021/jp9731821 . ISSN   1520-6106 .
  22. ^ Сабо, †, ‡, Тамаш; Беркези, §, Отто; Вращение», Питер; Йозеповиц,⊥, Каталин; Санакис,✗, Яннис; и Димитрис Петридис✗; Дин*,†,○, Имре (4 мая 2006 г.). «Эволюция поверхностных функциональных групп в ряду прогрессивно окисленных оксидов графита». Химия материалов . 18 (11): 2740–2749. дои : 10.1021/cm060258 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  23. ^ Мхоян, К.А.; Контриман, AW; Силкокс, Дж.; Стюарт, округ Колумбия; Эда, Г.; Маттеви, К.; Миллер, С.; Чховалла, М. (2009). «Атомная и электронная структура оксида графена». Нано-буквы . 9 (3): 1058–1063. Бибкод : 2009NanoL...9.1058M . CiteSeerX   10.1.1.455.5865 . дои : 10.1021/nl8034256 . ПМИД   19199476 . S2CID   2974943 .
  24. ^ Jump up to: а б Станкович, С.; Пинер, Р.Д.; Чен, X.; Ву, Н.; Нгуен, СТ; Руофф, РС (2006). «Стабильные водные дисперсии графитовых нанопластинок за счет восстановления расслоенного оксида графита в присутствии поли(4-стиролсульфоната натрия)». Журнал химии материалов . 16 (2): 155. дои : 10.1039/b512799h .
  25. ^ Jump up to: а б Ямада, Ю.; Ясуда, Х.; Мурота, К.; Накамура, М.; Содесава, Т.; Сато, С. (2013). «Анализ термообработанного оксида графита методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии». Журнал материаловедения . 48 (23): 8171. Бибкод : 2013JMatS..48.8171Y . дои : 10.1007/s10853-013-7630-0 . S2CID   96586004 .
  26. ^ Талызин А.В.; Соложенко В.Л.; Куракевич, О.О.; Сабо, Т.С.; Динс, И.; Курносов А.; Дмитриев, В. (2008). «Колоссальное расширение решетки оксида графита под давлением в присутствии воды». Angewandte Chemie, международное издание . 47 (43): 8268–71. дои : 10.1002/anie.200802860 . ПМИД   18814163 .
  27. ^ «Расслоение оксида графита при нагревании: взрыв с огнем» . Ютуб. 3 февраля 2011 г. Проверено 18 марта 2013 г.
  28. ^ Jump up to: а б Талызин А.В.; Сабо, Т.С.; ДеКАни, И.; Лангенхорст, Ф.; Соколов П.С.; Соложенко, В.Л. (2009). «Наноуглероды путем высокотемпературного разложения оксида графита при различных давлениях». Журнал физической химии C. 113 (26): 11279. doi : 10.1021/jp9016272 .
  29. ^ Jump up to: а б Талызин А.В.; Сундквист, Б.; Сабо, Т.С.; ДеКАни, И.; Дмитриев, В. (2009). «Внедрение жидких спиртов под давлением в структуру оксида графита». Журнал Американского химического общества . 131 (51): 18445–18449. дои : 10.1021/ja907492s . ПМИД   19947629 .
  30. ^ Ты, С.; Лузан, С.; Ю, Дж.; Сундквист, Б.; Талызин А.В. (2012). «Фазовые переходы в сольватах оксида графита при температурах, близких к температуре окружающей среды» . Журнал физической химии . 3 (7): 812–7. дои : 10.1021/jz300162u . ПМИД   26286402 .
  31. ^ Ты, С.; Сундквист, Б.; Талызин А.В. (2013). «Огромное расширение решетки оксида графита Hummers в спиртах при низких температурах» . АСУ Нано . 7 (2): 1395–1399. дои : 10.1021/nn3051105 . ПМИД   23297717 .
  32. ^ Каземи, Э (15 января 2016 г.). «Оксид железа функционализировал оксид графена в качестве эффективного сорбента для дисперсионной микротвердофазной экстракции сульфадиазина с последующим спектрофотометрическим и термолинзовым спектрометрическим определением с несогласованной модой». Таланта . 147 : 561–568. дои : 10.1016/j.talanta.2015.10.033 . ПМИД   26592647 .
  33. ^ Jump up to: а б с д Кумар, Хариш В.; Хуанг, Кевин Ю.-С.; Уорд, Шон П.; Адамсон, Дуглас Х. (01 мая 2017 г.). «Изменение и исследование поверхностно-активных свойств оксида графена» . Журнал коллоидной и интерфейсной науки . 493 : 365–370. Бибкод : 2017JCIS..493..365K . дои : 10.1016/j.jcis.2017.01.043 . ПМИД   28126609 .
  34. ^ Фаривар, Фарзане; Лэй Яп, Пей; Карунагаран, Рамеш Удаяшанкар; Лосич, Душан (27 апреля 2021 г.). «Термогравиметрический анализ (ТГА) графеновых материалов: влияние размера частиц графена, оксида графена и графита на термические параметры» . С. ​ 7 (2): 41. дои : 10.3390/c7020041 . hdl : 2440/140040 . ISSN   2311-5629 .
  35. ^ Маркано, Даниэла К.; Косынкин Дмитрий В.; Берлин, Джейкоб М.; Синицкий, Александр; Сунь, Чжэнцзун; Слесарев, Александр; Алемани, Лоуренс Б.; Лу, Вэй; Тур, Джеймс М. (24 августа 2010 г.). «Улучшенный синтез оксида графена». АСУ Нано . 4 (8): 4806–4814. CiteSeerX   10.1.1.456.3422 . дои : 10.1021/nn1006368 . ISSN   1936-0851 . ПМИД   20731455 .
  36. ^ Ямада, Ю.; Ясуда, Х.; Мурота, К.; Накамура, М.; Содесава, Т.; Сато, С. (2013). «Анализ термообработанного оксида графита методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии». Журнал материаловедения . 48 (23): 8171. Бибкод : 2013JMatS..48.8171Y . дои : 10.1007/s10853-013-7630-0 . S2CID   96586004 .
  37. ^ Кудин Константин Н.; Озбас, Бюлент; Шнипп, Ханнес К.; Прюдом, Роберт К.; Аксай, Ильхан А.; Автомобиль, Роберто (01 января 2008 г.). «Спектры комбинационного рассеяния света оксида графита и листов функционализированного графена». Нано-буквы . 8 (1): 36–41. Бибкод : 2008NanoL...8...36K . дои : 10.1021/nl071822y . ISSN   1530-6984 . ПМИД   18154315 .
  38. ^ Ву, Ченг-Кен; Ван, Го-Цзянь; Дай, Цзинь-Фэн (01 мая 2013 г.). «Контролируемая функционализация оксида графена посредством модификации поверхности ацетоном». Журнал материаловедения . 48 (9): 3436–3442. Бибкод : 2013JMatS..48.3436W . дои : 10.1007/s10853-012-7131-6 . ISSN   0022-2461 . S2CID   95458738 .
  39. ^ Ким, Джэмён; Кот, Лаура Дж.; Ким, Франклин; Юань, Ва; Шулл, Кеннет Р.; Хуан, Цзясин (16 июня 2010 г.). «Листы оксида графена на интерфейсах». Журнал Американского химического общества . 132 (23): 8180–8186. дои : 10.1021/ja102777p . ISSN   0002-7863 . ПМИД   20527938 .
  40. ^ Jump up to: а б Мухат, Феликс; Кудер, Франсуа-Ксавье; Боке, Мари-Лора (26 марта 2020 г.). «Структура и химия оксида графена в жидкой воде из первых принципов» . Природные коммуникации . 11 (1): 1566. arXiv : 1911.04987 . Бибкод : 2020NatCo..11.1566M . дои : 10.1038/s41467-020-15381-y . ISSN   2041-1723 . ПМК   7099009 . ПМИД   32218448 .
  41. ^ Ты, С.; Ю, Дж.; Сундквист, Б.; Беляева Л.А.; Авраменко Н.В.; Коробов М.В.; Талызин А.В. (2013). «Селективное интеркалирование оксида графита метанолом в смеси вода/метанол» . Журнал физической химии C. 117 (4): 1963. doi : 10.1021/jp312756w .
  42. ^ Jump up to: а б HPBoehm, A.Clauss, U Hoffmann (1960). «Оксид графита и его мембранные свойства». Дж. Чим. Физ. Преподобный ген. Коллоиды . 58 (12): 110–117. {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  43. ^ Лю, Жибо; Ван, Ян; Чжан, Сяолян; Сюй, Яньфэй; Чен, Юншэн; Тянь, Цзяньго (12 января 2009 г.). «Нелинейно-оптические свойства оксида графена в наносекундном и пикосекундном режимах». Письма по прикладной физике . 94 (2): 021902. Бибкод : 2009ApPhL..94b1902L . дои : 10.1063/1.3068498 .
  44. ^ Чжэн, Сяоруй; Цзя, Баохуа ; Чен, Си; Гу, Мин (7 мая 2014 г.). «Нелинейные реакции третьего порядка in situ во время лазерного восстановления тонких пленок оксида графена для создания встроенных нелинейных фотонных устройств». Продвинутые материалы . 26 (17): 2699–2703. Бибкод : 2014AdM....26.2699Z . дои : 10.1002/adma.201304681 . hdl : 1959.3/375725 . ПМИД   24639376 . S2CID   205252959 .
  45. ^ Фахри, П. (2016). «Нелокальный нелинейный оптический отклик наночастиц оксида графена и золота, диспергированных в различных растворителях». Журнал оптики . 18 (1): 015502. Бибкод : 2016JOpt...18a5502F . дои : 10.1088/2040-8978/18/1/015502 . S2CID   124734692 .
  46. ^ Омидвар, А (2016). «Усиленная металлом флуоресценция оксида графена наночастицами палладия в сине-зеленой части спектра» . Китайская физика Б. 25 (11): 118102. Бибкод : 2016ЧФБ..25к8102О . дои : 10.1088/1674-1056/25/11/118102 . S2CID   125102995 .
  47. ^ Jump up to: а б с д и ж Гомес-Наварро, К.; Вайц, RT; Биттнер, AM; Сколари, М.; Мьюс, А.; Бургард, М.; Керн, К. (2007). «Электронно-транспортные свойства отдельных химически восстановленных листов оксида графена». Нано-буквы . 7 (11): 3499–3503. Бибкод : 2007NanoL...7.3499G . дои : 10.1021/nl072090c . ПМИД   17944526 .
  48. ^ Спринкл, Майк (7 декабря 2009 г.). «Выделение графена Бёмом в 1961 году» . Графен Таймс . Архивировано из оригинала 8 октября 2010 г.
  49. ^ «Письма в редакцию» . Новости АПС . 19 (1). Январь 2010 года.
  50. ^ Jump up to: а б Кот, LJ; Круз-Сильва, Р.; Хуанг, Дж. (2009). «Уменьшение вспышки и формирование рисунка оксида графита и его полимерного композита». Журнал Американского химического общества . 131 (31): 11027–11032. CiteSeerX   10.1.1.621.9038 . дои : 10.1021/ja902348k . ПМИД   19601624 .
  51. ^ Эйглер, С.; Гримм, С.; Энзельбергер-Хайм, М.; Мюллер, П.; Хирш, А. (2013). «Оксид графена: Эффективность восстановителей» . Химические коммуникации . 49 (67): 7391–7393. дои : 10.1039/C3CC43612H . ПМИД   23860424 .
  52. ^ ГоМез-Наварро, К.; Вайц, RT; Биттнер, AM; Сколари, М.; Мьюс, А.; Бургард, М.; Керн, К. (2009). «Электронно-транспортные свойства отдельных химически восстановленных листов оксида графена» . Нано-буквы . 9 (5): 2206. Бибкод : 2009NanoL...9.2206G . дои : 10.1021/nl901209z .
  53. ^ Эда, Г.; Болл, Дж.; Маттеви, К.; Ачик, М.; Артилья, Л.; Граноцци, Г.; Чабал, Ю.; Антопулос, Т.Д.; Чховалла, М. (2011). «Частично окисленный графен как предшественник графена». Журнал химии материалов . 21 (30): 11217. doi : 10.1039/C1JM11266J . S2CID   15486130 .
  54. ^ Эйглер, С.; Энзельбергер-Хайм, М.; Гримм, С.; Хофманн, П.; Кренер, В.; Геворски, А.; Доцер, К.; Рёкерт, М.; Сяо, Дж.; Папп, К.; Литкен, О.; Штайнрюк, HP; Мюллер, П.; Хирш, А. (2013). «Мокрый химический синтез графена». Продвинутые материалы . 25 (26): 3583–3587. Бибкод : 2013AdM....25.3583E . дои : 10.1002/adma.201300155 . ПМИД   23703794 . S2CID   26172029 .
  55. ^ Шнипп, ХК; Ли, Ж.-Л.; Макаллистер, MJ; Сай, Х.; Эррера-Алонсо, М.; Адамсон, Д.Х.; Аксай, ИА (2006). «Функционализированные отдельные листы графена, полученные в результате расщепления оксида графита». Журнал физической химии Б. 110 (17): 8535–9. CiteSeerX   10.1.1.504.4994 . дои : 10.1021/jp060936f . ПМИД   16640401 .
  56. ^ Лавин-Лопес, член парламента; Патон-Карреро, А.; Санчес-Сильва, Л.; Вальверде, JL; Ромеро, А. (декабрь 2017 г.). «Влияние стратегии восстановления на синтез восстановленного оксида графена» . Передовая порошковая технология . 28 (12): 3195–3203. дои : 10.1016/j.apt.2017.09.032 . hdl : 10578/18152 .
  57. ^ Сенгупта, Иман; Чакраборти, Самарши; Талукдар, Моникангкана; Пал, Сурджья К.; Чакраборти, Судипто (14 декабря 2018 г.). «Термическое восстановление оксида графена: как температура влияет на чистоту» . Журнал исследования материалов . 33 (23): 4113–4122. Бибкод : 2018JMatR..33.4113S . дои : 10.1557/jmr.2018.338 . ISSN   0884-2914 . S2CID   139182770 .
  58. ^ Эль-Кади, МФ; Стронг, В.; Дубин, С.; Канер, РБ (2012). «Лазерное скрайбирование высокопроизводительных и гибких электрохимических конденсаторов на основе графена». Наука . 335 (6074): 1326–1330. Бибкод : 2012Sci...335.1326E . дои : 10.1126/science.1216744 . ПМИД   22422977 . S2CID   18958488 .
  59. ^ Ленер, Бенджамин А.Е.; Шмиден, Доминик Т.; Мейер, Энн С. (22 февраля 2017 г.). «Простой подход к 3D-бактериальной печати» . АКС Синтез. Биол. 6 (7): 1124–1130. doi : 10.1021/acsynbio.6b00395 . ПМК   5525104 . ПМИД   28225616 .
  60. ^ Джоши, Шубхи; Чадха, Джатин; Харджай, Кусум; Верма, Гаурав; Шайни, Авнит (март 2024 г.). «Синтетический пептид (DP1), функционализированный оксид графена: биосовместимая наноформуляция с широким спектром антибактериальной и антибиопленочной активности» . ФлэтХем . 44 : 100626. doi : 10.1016/j.flatc.2024.100626 .
  61. ^ Хан, Джунаид; Джаафар, Мариатти (ноябрь 2021 г.). «Эффективность восстановления природных веществ для синтеза восстановленного оксида графена». Журнал материаловедения . 56 (33): 18477–18492. Бибкод : 2021JMatS..5618477K . дои : 10.1007/s10853-021-06492-y . S2CID   237496714 .
  62. ^ Э.С.Бобер (1970). «Итоговый отчет об обратноосмотических мембранах, содержащих оксид графита». Министерство внутренних дел США : 116 страниц.
  63. ^ Гао, В.; Маджамдер, М.; Алемани, LB; Нарайанан, Теннесси; Ибарра, Массачусетс; Прадхан, Британская Колумбия; Аджаян, премьер-министр (2011). «Инженерные материалы на основе оксида графита для применения в очистке воды». Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 3 (6): 1821–6. дои : 10.1021/am200300u . ПМИД   21568266 .
  64. ^ Jump up to: а б «Могут ли фильтры на основе оксида графена раскрыть наш самый обильный источник воды?» . Центр сингулярности. 11 марта 2014 г. Проверено 13 марта 2014 г.
    Джоши, РК; Карбоне, П.; Ван, ФК; Кравец В.Г.; Су, Ю.; Григорьева, ИВ; Ву, ХА; Гейм, АК; Наир, Р.Р. (2014). «Точное и сверхбыстрое молекулярное просеивание через мембраны из оксида графена». Наука . 343 (6172): 752–4. arXiv : 1401.3134 . Бибкод : 2014Sci...343..752J . дои : 10.1126/science.1245711 . ПМИД   24531966 . S2CID   13154836 .
  65. ^ Александр, Дэвид (20 февраля 2015 г.). «Lockheed тестирует нанотехнологические фильтры для сточных вод нефтяной промышленности США» . Рейтер . Проверено 3 апреля 2015 г.
  66. ^ Джоши, РК; Карбоне, П.; Ван, ФК; Кравец В.Г.; Су, Ю.; Григорьева, ИВ; Ву, ХА; Гейм, АК; Наир, Р.Р. (2014). «Новая многослойная структура графена обеспечивает «сверхточную» и «сверхбыструю» фильтрацию воды» . Наука . 343 (6172): 752–754. arXiv : 1401.3134 . Бибкод : 2014Sci...343..752J . дои : 10.1126/science.1245711 . ПМИД   24531966 . S2CID   13154836 . Проверено 13 марта 2014 г.
  67. ^ «Селективные нанопоры в графене значительно улучшают опреснение и очистку» . КурцвейлАИ . Проверено 5 апреля 2014 г.
    О'Херн, Южная Каролина; Бутилье, MSH; Идробо, JC; Сонг, Ю.; Конг, Дж.; Лауи, Т.; Атье, М.; Карник, Р. (2014). «Селективный транспорт ионов через настраиваемые субнанометровые поры в однослойных графеновых мембранах» (PDF) . Нано-буквы . 14 (3): 1234–41. Бибкод : 2014NanoL..14.1234O . дои : 10.1021/nl404118f . hdl : 1721.1/99472 . ПМИД   24490698 . S2CID   6268833 .
  68. ^ ПУБЛИЧНО (15 июля 2015 г.). «Графеновый чай извлекает тяжелые металлы из воды» . ПУБЛИЧНЫЙ .
  69. ^ Ортис-Киньонес, Хосе Луис; Кансино-Гордильо, Франциско; Пал, Умапада (2023). «Удаление ионов Cr (III) из воды с помощью магнитно разделяющихся наночастиц никель-феррита, декорированных оксидом графена» . ACS Прикладные наноматериалы . 6 (19): 18491. doi : 10.1021/acsanm.3c03618 .
  70. ^ Jump up to: а б Майчер, Кристин (18 июня 2015 г.). «Обновление об опреснении графена» . Обзор технологий . Проверено 26 сентября 2015 г.
  71. ^ Джеффри, Колин (27 июля 2016 г.). «Листы на основе графена делают грязную воду питьевой просто и дешево» . newatlas.com . Проверено 30 апреля 2017 г.
  72. ^ «Новая непроницаемая форма оксида графена может стать идеальным защитным покрытием» . Курцвейл . 19 сентября 2014 года . Проверено 4 октября 2014 г.
  73. ^ Он, С.; Песня, Б.; Ли, Д.; Чжу, К.; Ци, В.; Вэнь, Ю.; Ван, Л.; Песня, С.; Фанг, Х.; Фан, К. (2010). «Графеновый нанозонд для быстрого, чувствительного и многоцветного флуоресцентного анализа ДНК» . Передовые функциональные материалы . 20 (3): 453. doi : 10.1002/adfm.200901639 . S2CID   136840660 .
  74. ^ Франческо Перроцци; Сальваторе Кроче; Эмануэле Треосси; Винченцо Палермо; Сандро Сантуччи; Джулия Фиораванти; Лука Оттавиано (2014). «Смачивающие свойства оксида графена, зависящие от восстановления». Карбон . 77 : 473–480. Бибкод : 2014Carbo..77..473P . doi : 10.1016/j.carbon.2014.05.052 .
  75. ^ Франческо Перроцци; Стефано Прециозо; Маурицио Донарелли; Федерико Бисти; Патриция Де Марко; Сандро Сантуччи; Мишель Нардоне; Эмануэле Треосси; Винченцо Палермо; Лука Оттавиано (2013). «Использование оптического контраста для оценки степени восстановления оксида графена». Журнал физической химии С. 117 (1): 620–625. дои : 10.1021/jp3069738 .
  76. ^ Коксворт, Бен (27 августа 2012 г.). «Аноды из графеновой бумаги открывают путь к более быстрой зарядке литий-ионных аккумуляторов» . www.gizmag.com . Проверено 26 сентября 2015 г.
  77. ^ Дэвид, Ламуэль; Сингх, Гурприт (11 декабря 2014 г.). «Бумажный электрод с пониженным содержанием оксида графена: противоположное влияние термического отжига на цикличность лития и натрия». Журнал физической химии C. 118 (49): 28401–28408. дои : 10.1021/jp5080847 . ISSN   1932-7447 .
  78. ^ «Исследования направлены на улучшение перезаряжаемых батарей, сосредоточив внимание на бумаге из оксида графена» .
  79. ^ «Гибкие бумажные электроды сверхвысокой нагрузки для литий-серных аккумуляторов» . 20 октября 2014 г.
  80. ^ Ли, Фен (сентябрь 2015 г.). «Оксид графена: многообещающий наноматериал для энергетики и защиты окружающей среды» . Нано Энергия . 16 : 488–515. Бибкод : 2015NEne...16..488L . дои : 10.1016/j.nanoen.2015.07.014 .
  81. ^ Де Ла Фуэнте, Хесус (сентябрь 2018 г.). «Восстановленный оксид графена — что это? Как он создается?» . www.graphenea.com . Проверено 16 ноября 2018 г.
  82. ^ Юнг, Инхва (1 ноября 2008 г.). «Перестраиваемая электропроводность отдельных листов оксида графена, сниженная при «низких» температурах». Нано-буквы . 8 (12): 4283–4287. Бибкод : 2008NanoL...8.4283J . дои : 10.1021/nl8019938 . ПМИД   19367929 .
  83. ^ Пей, Сунфэн (декабрь 2010 г.). «Прямое восстановление пленок оксида графена в высокопроводящие и гибкие графеновые пленки галогенводородными кислотами». Карбон . 48 (15): 4466–4474. Бибкод : 2010Carbo..48.4466P . doi : 10.1016/j.carbon.2010.08.006 .
  84. ^ «Высокоэффективные и сверхширокополосные ультратонкие линзы из оксида графена с трехмерной субволновой фокусировкой» . Сяоруй Чжэн . 22 сентября 2015 года . Проверено 20 августа 2015 г.
  85. ^ Ан, Сон Су; У, Си-Ин; Халм, Джон (26 августа 2015 г.). «Современное применение оксида графена в наномедицине» . Международный журнал наномедицины . 10 Спец Исс (Spec Iss): 9–24. дои : 10.2147/IJN.S88285 . ISSN   1178-2013 . ПМЦ   4554423 . ПМИД   26345988 .
  86. ^ Малеки, Масоме; Зарезаде, Реза; Нури, Мохаммед; Садыг, Айдын Раи; Пуремамали, Фархад; Асеми, Затолла; Кафил, Хосейн Самади; Алеми, Форо; Юсефи, Бахман (31 декабря 2020 г.). «Оксид графена: многообещающий материал для регенеративной медицины и тканевой инженерии» . Биомолекулярные концепции . 11 (1): 182–200. дои : 10.1515/bmc-2020-0017 . ISSN   1868-503X . ПМИД   34233430 . S2CID   231628779 .
  87. ^ Ди Санто, Риккардо; Диджакомо, Лука; Квальярини, Эрика; Каприотти, Анна Лаура; Лагана, Альдо; Зенезини Кьоцци, Риккардо; Капуто, Дамиано; Касконе, Кьяра; Коппола, Роберто; Поцци, Даниэла; Караччоло, Джулио (25 мая 2020 г.). «Персонализированная корона из оксида графена и белка в плазме человека больных раком поджелудочной железы» . Границы биоинженерии и биотехнологии . 8 : 491. дои : 10.3389/fbioe.2020.00491 . ISSN   2296-4185 . ПМЦ   7261887 . ПМИД   32523944 .
  88. ^ Сюй, Лигэн; Сян, Цзянь; Лю, Е; Сюй, Цзюнь; Ло, Иньчан; Фэн, Лянчжу; Лю, Чжуан; Пэн, Жуй (2016). «Функционализированный оксид графена служит новым вакцинным наноадъювантом для надежной стимуляции клеточного иммунитета» . Наномасштаб . 8 (6): 3785–3795. Бибкод : 2016Nanos...8.3785X . дои : 10.1039/C5NR09208F . ISSN   2040-3364 . ПМИД   26814441 .
  89. ^ Цао, Ванцзюнь; Он, Лин; Цао, Вэйдун; Хуан, Сяобин; Цзя, Кун; Дай, Цзинъин (11 июля 2020 г.). «Недавний прогресс оксида графена как потенциального носителя вакцины и адъюванта» . Акта Биоматериалы . 112 : 14–28. doi : 10.1016/j.actbio.2020.06.009 . ПМИД   32531395 . S2CID   219621172 .
  90. ^ «CN112220919 Нано-рекомбинантная вакцина против коронавируса, содержащая оксид графена в качестве носителя» . Всемирная организация интеллектуальной собственности . 15 января 2021 г. Архивировано из оригинала 9 мая 2022 г. Проверено 9 мая 2022 г.
  91. ^ Оу, Линлинг; Сон, Бин; Лян, Хуэйминь; Лю, Цзя; Фэн, Сяоли; Дэн, Бин; Сунь, Тинг; Шао, Лунцюань (31 октября 2016 г.). «Токсичность наночастиц семейства графена: общий обзор происхождения и механизмов» . Токсикология частиц и волокон . 13 (1): 57. дои : 10.1186/s12989-016-0168-y . ISSN   1743-8977 . ПМК   5088662 . ПМИД   27799056 . В эту статью включен текст, доступный по лицензии CC BY 4.0 .
  92. ^ «Научные публикации сотрудников FDA» . www.accessdata.fda.gov . Проверено 7 июля 2021 г.
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Graphite_oxide&oldid=1232950866"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: cf7c7f42530e75e8982162de1302e3b8__1720264020
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/cf/b8/cf7c7f42530e75e8982162de1302e3b8.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Graphite oxide - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)