Лёд в оксиде графена

Группа корейских и нидерландских ученых обнаружила, что абсолютно новый, неизвестный ранее "двухслойный" лед может образовываться в прослойках оксида графена. Такое открытие позволит приблизиться к созданию фильтров и сепараторов на основе графена и позволит разработать на его же основе новые антикоррозионные покрытия.

Этот новый вид льда - "двухслойный" - может формироваться лишь в определенных условиях, например, в прослойке между двумя параллельно расположенными друг другу пластинами, расстояние между которыми не позволяет образовываться обычному трехмерному льду, структура которого давно изучена. До настоящего момента характеристики такого льда не были хорошо изучены, так как условия получения этого материала были ученым неизвестны. Такой «двухслойный» лед при любых пространственных ограничителях получить не удастся.

Совместная группа исследователей после обнаружения нового типа льда посередине слоев оксида графена, создала модель, по которой стало понятно, что подобная форма льда образуется по той причине, что параметры решетки графена почти идентичны параметрам кристаллической решетки льда.

Исследователи считают свою находку очень интересной, так как она является примером процесса кристаллизации: хоть связи между молекулами воды и графена очень слабые, последний обеспечивает матрицу, благодаря которой и происходит формирование нового типа льда - «двухслойного». Примечательно, что при использовании восстановленного оксида графена, с расстоянием между слоями всего 0,6 нм, получаетсяя всего один ледовый слой. А если использовать оксид, между слоями которого более 0,9 мм, то есть не восстановленный, то формируется второй слой льда.

Ученые рассчитали, что расстояние между листами оксида графена может непрерывно изменяться, а значит прослойки могут управлять тем количеством ледяных слоев, которые сформируются в процессе кристаллизации.

Ещё одно интересное открытие было сделано в процессе работы совместной группы ученых - второй ледяной слой по зигзагообразной траектории может скользить первому слою льда, Причем эта траектория напоминает структуру графена. Можно сделать вывод, что вода проникает сквозь слои графена.

По мнению ученых, формирование между слоями графена прослойки из льда может улучшить каталитические свойства этого материала. К тому же, соединение льда и графена может использоваться как эффективное антикоррозийное покрытие.