Бактерии, выбраны для дешевого и экологичного производства графена.

Фото: Pixabay

Нанотехнологии
Шрифты

Невероятно тонкий, гибкий, прочный и электропроводящий графен способен революционизировать электронику и материалы. Одно из главных препятствий заключается в том, что его сложно производить в больших масштабах. Теперь исследователи из Университета Рочестера набирают бактерии, чтобы сделать материал, который дешевле и быстрее существующих методов и не требует агрессивных химикатов.

Производство графена прошло долгий путь с тех пор, как исследователи впервые использовали клейкую ленту для отделения слоев толщиной в один атом от кусков графита. Теперь его часто делают путем химического осаждения из паровой фазы или путем измельчения графита в оксид графена, а затем его химического восстановления. Оба эти метода, как правило, требуют использования агрессивных химических веществ, что ведет ученых к поиску более мягких альтернатив.

В новом исследовании команда обнаружила, что бактерия под названием Shewanella хорошо работает в качестве одной из таких альтернатив. Сначала они создали оксид графена из графита, затем смешали его во флаконе с бактериями и оставили на ночь. При наличии достаточного количества времени они успешно превратили его в более полезный графеновый материал.

Слева направо: флакон с графитом, флакон с оксидом графена и бактериями Shewanella, флакон с графеном, продуцируемым бактериями, и флакон с графеном, химически полученным. Фото: Delft University of Technology / Benjamin Lehner

«Оксид графена легко производить, но он не очень проводящий из-за всех присутствующих в нем кислородных групп», - говорит Энн Мейер (Anne Meyer), ведущий исследователь исследования. «Бактерии удаляют большинство кислородных групп, что превращает его в проводящий материал».

Мало того, что бактерии были более чистыми, чем при использовании методов химического восстановления, но полученный графен работал лучше, чем полученный другими способами. Исследователи также утверждают, что созданный бактериями графен был более тонким и более стабильным, и его можно было хранить дольше.

Команда говорит, что новая техника может быть использована для изготовления графена для электроники или проводящих чернил. Они могут создавать электрические цепи, которые могут быть напечатаны на таких материалах, как бумага или ткань. Исследователи даже проявили творческий подход к своим экспериментам.

«Наш графеновый материал, произведенный бактериями, обеспечит лучшую эко пригодность для разработки продукта», - говорит Мейер. «Мы даже смогли разработать методику «бактериальной литографии» для создания графеновых материалов, которые были бы проводящими только с одной стороны, что может привести к разработке новых, современных нанокомпозитных материалов».

Ведущий исследователь Энн Мейер. Фото: University of Rochester / J. Adam Fenster

Исследование было опубликовано в журнале ChemOpen.

Источник: New Atlas / University of Rochester