Графен превзошел тефлон по физико-химическим свойствам.

 Ученые из Университета Манчестера создали новый материал, который мог бы заменить или конкурировать с тефлоном. Профессор Андре Гейм, который со своим коллегой профессором Константином Новоселовым получили в 2010 году Нобелевскую премию за работы по созданию графена - самого тонкого в мире материала, в настоящее время пытаются его видоизменить в флюорографен - материал в одну молекулу толщиной, и химически похожий на тефлон. Флюорографен - полностью фторированный графен, и в принципе, является двухмерной версией тефлона. Имеет с ним схожие свойства, включая химическую инертность и термическую стабильность. Команда надеется, что флюорографен - плоская, кристаллическая версия тефлона, и механически так же прочен, как графен, и сможет использоваться в более тонких пленках, чем тефлон, а также найти применение в электронике, например, для новых типов светодиодных устройств.

   Графен, материал в один атом толщиной, демонстрирует огромное количество необычных и уникальных свойств. Его потенциал практически бесконечен: от сверхбыстрых транзисторов, толщиной только в один атом, до датчиков, которые смогут обнаруживать даже одну молекулу токсичных газов и углеродных волокон высокопрочных материалов, которые используются для создания самолетов.

   Профессор Гейм и его команда исследовали еще одно перспективное направление графена, рассматривая его как гигантскую молекулу, которая, как и любая другая молекула, может быть химически изменена.

   Тефлон является полностью фторированными цепочками из атомов углерода. Эти длинные молекулы связаные друг с другом образовывают полимерный материал, который используется в различных областях, вплоть до изготовления не пригорающих пленок для посуды.
Ученым из Манчестера удалось прикрепить фтор к каждому атому углерода в графене и тем самым получить флюорографен. Для этого они получили графен в виде отдельных кристаллов, а затем фторировали их с помощью атомарного фтора.
   Для демонстрации того, что флюорографен можно получать в промышленных количествах, исследователи также сделали порошок фторированного графена, а из него получили флюорографеновую бумагу.

   Флюорографен оказался сильным диэлектриком, он инертен и не вступает в реакции с другими химическими веществами, а так же устойчив при высоких температурах даже на воздухе. Одним из наиболее интенсивных направлениях в изучении графена, было обнаружение дыр в электронном спектре графена, то есть, получение из него полупроводника. Такое свойство может позволить создать на его основе разнообразные детали для электроники. Флюорографен оказался более "широким" полупроводником и является оптически прозрачным для видимого света, в отличие от графена, который этих свойств не имеет.
   Правда пока, электронные свойства флюорографена нуждаются в улучшении, прежде чем говорить о применении в электронике, но в других областях его уже можно использовать. "Свойства этого материала очень напоминают свойства тефлона, но это не пластик",- говорит Рахуль Наир, который возглавляет исследование в течении последних двух лет,- "По существу, это идеальный, в одну молекулу толщиной кристалл, похожий на своего родителя, но гораздо более механически прочный, что имеет большое значение для возможного применения.

   "Мы планируем использовать флюорографен в ультра-тонком туннельном барьере, для развития светоизлучающих устройств и диодов. Более прозаическим целями могут быть все, где используется тефлон, как ультра-тонкий защитный слой, или в качестве наполнителя для композиционных материалов, если нужно сохранить механическую прочность графена, но избежать любой электрической проводимости или создать оптическую прозрачность композита",- говорит Наир.
   Исследователи считают, что следующим важным шагом будет проверка концепций и демонстрация различных устройств на основе такого полимера. Профессор Гейм добавил: "Нет никакого смысла в его использовании только в качестве замены тефлона, сочетание невероятных свойств графена и тефлона так интригует, что не нужно даже включать воображение, чтобы найти области применение такого материала. Задача заключается в полном использовании этих уникальных свойств".
Источники: ресурсы Интернет
https://www.popmech.ru/science/11051-flyuorografen-rodstvennik-teflona-i-grafena/