Российские учёные из НИТУ «МИСиС» совместно с технологами из швейцарского Университета Линчёпинга и ирландского Тринити колледжа определили дополнительные свойства графена, которые позволяют использовать модификацию углерода в качестве точного детектора.
Результаты проделанной работы команда специалистов опубликовала в научном журнале «Scientific Reports». Они отметили, что появление первого в мире двумерного материала – графена – стало началом открытия новой области научных исследований. Длина пробега электронов в модифицированном углероде крайне высока и позволяет использовать его в качестве проводника в различных электронных приборах.
В мире пока не удалось создать образец графена, свойства которого можно применить в том или ином устройстве, однако российским учёным удалось превратить недостатки чистоты существующих материалов в приемущество и создать на базе двумерного материала уникальный суперсенсор.
Специалисты из НИТУ «МИСиС» совместно с иностранными коллегами выяснили, что при определённой «калибровке» графена модифицированный углерод начинает по-разному взаимодействовать с теми или иными элементами. После серии экспериментов с ртутью, кадмием и свинцом удалось определить изменения проводимости двумерного материала: графен данным показателем чётко определяет «притянутый» тяжёлый металл и моментально «понимает» его состав, тем самым представляя собой первый в мире скоростной суперсенсор.
«Наиболее уникальным результатом стало то, как графен всего по одному иону может определить свойства материала. Это идеальное условие для максимально быстрого и точного установления контактирующего с графеном элемента, что позволяет использовать двумерный материал в качестве уникального супердетектора», – отметил руководитель лаборатории «Моделирование и разработка новых материалов» НИТУ «МИСиС» Игорь Абрикосов.
Помимо этого, группа исследователей установила целый спектр важнейших параметров графена: энергию адсорбции, миграционные и диффузионные барьеры, а также ряд фундаментальных характеристик, которые станут основой для последующей серии экспериментов российских учёных при непосредственном конструировании суперсенсоров.