Структуру графенового аэрогеля улучшили гамма-лучами

Аэрогель на основе частично восстановленного оксида графена считается ключевым кандидатом для трансляции уникальных свойств графена (отмеченных Нобелевской премией 2010 г. для А. Гейма и К. Новоселова) в трехмерные структуры. Такие материалы уже демонстрируют высокую сорбционную емкость. Это делает их пригодными для ликвидации разливов нефтепродуктов и других органических загрязнений.

Ученые смогли изучить то, как меняются структура и свойства аэрогеля при облучении его различными дозами гамма-излучения. По их предположениям, такая модификация может улучшить «сшивку» между отдельными листами аэрогеля, которые при получении его методом термического восстановления оксида графена, вероятнее всего, удерживаются только ван-дер-ваальсовыми силами. Однако его практическое использование требует понимания устойчивости к внешним воздействиям, таким как радиация.

Для своих экспериментов исследователи получили монолитные цилиндры аэрогеля объемом около 4 см3 и воздействовали на них гамма-излучением от изотопа кобальта-60. Дозы гамма-излучения, поглощенные экспериментальными образцами, составили от 10 до 220 кГр, а для сравнения были оставлены необлученные образцы.

Эксперименты выявили наличие поверхностной пленки с мелкими порами, которая ограничивала сорбционную активность. При умеренных дозах облучения (до 100 кГр) удалось частично удалить этот слой, повысив эффективность поглощения. Однако дозы свыше 200 кГр приводили к разрушению монолитной структуры, что сужает возможности применения материала в условиях интенсивной радиации, сообщили в пресс-службе ФИЦ Проблем химической физики и медицинской химии РАН.

Гидрофильные свойства аэрогеля остались неизменными даже при максимальной дозе, это указывает на избирательность воздействия гамма-лучей, уверены ученые. Теперь они сосредоточатся на поиске оптимальных параметров облучения для создания устойчивых и функциональных материалов.