Секрет плавления графена раскрыли российские ученые - Поиск - новости науки и техники
Поиск - новости науки и техники

Секрет плавления графена раскрыли российские ученые

18.12.2019

Ученые Московского физико-технического института и Института физики высоких давлений им. Верещагина РАН изучили два самых тугоплавких материала – графит и графен. С помощью компьютерного моделирования исследователи уточнили кривую плавления графита, изучение которой длится более ста лет и пестрит противоречивыми данными. Также они выяснили: процесс, который считался плавлением  графена, на самом деле является возгонкой. Результаты опубликованы в журнале Carbon.

Графит — минерал, активно используемый в различных видах производств, в том числе для тепловой защиты космических аппаратов, поэтому точные сведения  о его поведении при сверхвысоких температурах очень важны. Плавление графита начали исследовать еще в начале ХХ века. Около сотни экспериментальных работ в качестве температуры его плавления называли цифры в диапазоне от 3 000 до 7 000 К. Это очень большой разброс  – непонятно, какой из цифр можно верить, какая из величин действительно температура плавления. Разные компьютерные модели тоже давали разные результаты. Идеей исследователей было сравнить несколько компьютерных моделей и попытаться выделить какие-то общие предсказания.

Исследователи Юрий Фомин и Вадим Бражкин использовали два метода, а потом полученные результаты сравнили с уже имеющимися экспериментальными и теоретическими данными. Выяснилось, что предсказанное в 1960-х годах максимум на кривой плавления графита действительно существует, хотя в этом специалисты периодически сомневались.  Вторая часть работы была посвящена исследованию графена, точнее – его плавлению. Подобных экспериментов не проводилось. Ранее на основе компьютерного моделирования предсказывали , что температура плавления может составлять 4500 или 4900 K. Соответственно, двумерный углерод считали самым тугоплавким веществом в мире.

“В нашей работе мы обратили внимание на то, что “плавление” графена происходит неким странным образом, посредством образования линейных цепочек. Мы показали, что на самом деле там наблюдается не плавление, а переход сразу в газообразное состояние — возгонка”, — комментирует Юрий Фомин, доцент кафедры общей физики МФТИ.

Эти результаты позволяют лучше понять природу фазовых переходов в низкоразмерных углеродных материалах, которые рассматриваются как важные составные части многих разрабатываемых сейчас технологий — от электроники до медицины.

Фото: пресс-служба МФТИ

Нет комментариев

Загрузка...
Новости СМИ2