Ученые работают над созданием новых производных графена
Специалисты НИЦ «Курчатовский институт» вместе с коллегами из ФТИ им. А.Ф. Иоффе, Университета ИТМО и других научных центров работают над методами синтеза производных графена. В частности, ими предложен способ получения аминированного (насыщенного азотом) производного графена.
Производные графена применяются в качестве основы газоанализаторов и систем, называемых «электронный нос». Эти системы позволяют не просто определять присутствие отдельных газов в атмосфере, а чувствовать и идентифицировать конкретные запахи.
Для этого различные производные графена наносят на конкретные места чипа с несколькими десятками электродов. При связывании с молекулами анализируемого газа (или жидкости) производные графена приобретают дополнительный электрон или теряют его. Это меняет сопротивление проводящего слоя. Проходящий по нему ток увеличивается или уменьшается, что и регистрирует прибор. Дальше данные об этих изменениях анализирует нейросеть, которая строит «образ» каждого запаха. Нейросеть можно обучить, показав ей много разных запахов.
«Электронные свойства графена зависят от связей, образовавшихся у него с азотом. На синхротроне НИЦ «Курчатовский институт», а также с помощью электронной микроскопии и рентгена мы исследовали эти связи. Оказалось, что 5% от всех связей в материале — азотные. Это достаточно большая величина: даже 1% позволяет сильно изменить электрохимические свойства. Таким образом, у нас появилась возможность управлять свойствами графена в широких пределах», – рассказывает старший научный сотрудник Курчатовского комплекса синхротронно-нейтронных исследований Ратибор Чумаков.
«Мы разработали технологии синтеза таких производных, которых раньше не было», — комментирует руководитель работы, научный сотрудник Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе Максим Рабчинский.
Фото: Пресс-центр НИЦ «Курчатовский институт»