В Челябинском государственном университете продолжают исследования гамма-графина — редкого углеродного материала, который рассматривают как перспективную основу для накопителей энергии и электронных устройств. Ученые пытаются сделать его синтез не только стабильным, но и значительно дешевле.

Доцент кафедры химии твердого тела и нанопроцессов химического факультета ЧелГУ Дмитрий Ряшенцев вместе со студентами занимается синтезом гамма-графина. Это двумерный углеродный материал, который отличается от графена строением кристаллической решетки. Благодаря этому он обладает полупроводниковыми свойствами, тогда как графен проводит ток без возможности эффективно им управлять.

Теоретическую модель гамма-графина ученые описали еще несколько десятилетий назад, однако получить упорядоченную структуру удалось лишь в середине 2010-х годов. Сейчас исследователи работают над тем, чтобы научиться воспроизводить материал с одинаковыми характеристиками и надежно отличать его от обычного аморфного углерода.

Одно из направлений работы связано со снижением стоимости синтеза. Вместо дорогостоящего палладия, который традиционно используют в подобных реакциях, команда применяет соли никеля, железа, кобальта и меди. По словам Дмитрия Ряшенцева, это делает технологию заметно доступнее и приближает ее к возможному промышленному использованию.

Гамма-графин рассматривают сразу для нескольких областей. В энергетике он может использоваться при создании электродов суперконденсаторов и анодов натрий-ионных аккумуляторов, а в электронике — для транзисторов, фотодетекторов, солнечных элементов и гибких дисплеев.

До промышленного производства, признают исследователи, пока далеко. Сейчас главная задача — добиться стабильного получения материала и научиться выращивать его на больших поверхностях.

Исследования ведутся на химическом факультете ЧелГУ и продолжают работу университетской научной школы по изучению углеродных материалов. Ранее результаты исследований ученых в этой области вошли в коллективную монографию одного из международных издательств.