Исследователи из ФИЦ Проблем химической физики и медицинской химии РАН в
Черноголовке изучили воздействие гамма-лучей на аэрогель из оксида графена. Оказалось, что разные дозы
по-разному меняют структуру геля. В одном случае улучшаются его сорбционные свойства, а в другом
аэрогель разрушается. Новые данные помогут уточнить границы применимости этого класса материалов.
Исследование опубликовано в журнале ChemPhysChem.
Аэрогель из частично восстановленного оксида графена — один из самых
перспективных вариантов перенесения уникальных свойств графена (за открытие и изучение которого
Андрей Гейм и Константин Новосёлов удостоились
Нобелевской премии по физике 2010 года) из двух измерений в 3D-мир. Кроме этого, подобные аэрогели обладают
хорошей сорбционной ёмкостью и могут быть использованы для сбора разлившихся нефтепродуктов или иных
органических веществ.
Графическое представление работы
Химики и физики из Черноголовки решили изучить то, как меняются структура и
свойства аэрогеля при облучении его различными дозами гамма-излучения. Они предположили, что такая
модификация может улучшить «сшивку» между отдельными листами материала, которые при получении его методом
термического восстановления оксида графена, вероятнее всего, удерживаются только ван-дер-ваальсовыми силами.
Кроме того, поскольку аэрогели планируется использовать и в условиях
воздействия на них радиоактивного излучения, важно было проверить устойчивость материала к радиации.
Экспериментальные образцы
Для своих экспериментов исследователи получили монолитные цилиндры аэрогеля
объемом около четырёх кубических сантиметров и воздействовали на них гамма-излучением от изотопа
кобальта-60. Дозы гамма-излучения, поглощённые экспериментальными образцами, составили от 10 до 220 тысяч
грей, часть необлученных образцов была использована как контрольный материал.
Облучение позволило обнаружить интересную особенность в строении монолита
аэрогеля из оксида графена (АОГ): особую поверхностную плёнку, которая имеет более мелкие поры по сравнению
с объёмом. Авторы показали, что путем подбора дозы облучения можно частично удалить эту плёнку и тем самым
улучшить способность материала поглощать нефтепродукты (в экспериментах использовался чистый гексан).
Также оказалось, что высокая доза облучения демонстрирует негативное влияние
на целостность монолита и вводит ограничения использование аэрогеля. Помимо этого выяснилось, что
гамма-облучения аэрогеля на воздухе в использованном диапазоне доз было недостаточно для изменения
гидрофильного характера материала. Исследования продолжаются.
Текст: Алексей Паевский. Источник: Indicator.