Материалы портала «Научная Россия»

Как связаны водород и графен

Как связаны водород и графен
Наблюдая поведение водорода в экстремальных условиях, ученые заметили, что водород принимает неожиданную структуру.

Новое исследование ученых из университета Карнеги (США) Ивана Наумова (Ivan Naumov) и Рассела Хемли (Russell Hemley) доказывает, что при экстремальных давлениях обнаруживается сходство между водородом и графеном. Об этом говорится в материале на сайте университета.

Наблюдая поведение водорода при очень высоком давлении, например, при значениях, превышающих нормальное в 2-3,5 млн раз, ученые заметили, что водород принимает неожиданную структуру, состоящую из слоистых листов. Эта структура напоминает соединение углерода в графене, которая представляет собой цепочку двухатомных шестиугольных ячеек. Впервые графен был синтезирован около десяти лет назад, Свойства, которыми он обладает — невероятная прочность, эффективная проводимость тепла и электричества, — обещают революцию в области технологий, в том числе в области оптоэлектроники, совершенствования аккумуляторов и других устройств хранения энергии.

Новая работа показывает, что стабильность необычной водородной структуры возникает из стабильности внутри водородного кольца. Эти кольца образуются вследствие так называемой ароматичности, которая обеспечивает повышенную устойчивость системы. Ароматические структуры имеют кольцевую форму, которые можно рассматривать как чередование двойных и одинарных связей углерода. В свою очередь, электроны, которые составляют эти чередующиеся связи, делокализуются и «плавают» внутри кольца, увеличивая стабильность.

Хотя открытие этой слоистой структуры поразило химиков еще 30 лет назад, до открытия графена, такая структура была предсказана учеными. Эта работа подтверждает и дополняет прошлые гипотезы.

«В целом, наши результаты показывают, что химическая связь возникает на гораздо более широком диапазоне условий, чем считалось раньше. При этом изменения структур под действием экстремальных условий могут отличаться от  того, что мы наблюдаем в обычных условиях», — сказал Хемли.

ароматичность водород графен

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий