Grafeen on osutunud tõhusaks katalüsaatoriks
Grafeen on eriskummaline materjal, mis kujutab endast ainult ühe aatomikihi paksust süsinikukilet.
Grafeenil on palju eriskummalisi omadusi, kuid kes oleks osanud arvata, et see süsinikukile võib olla ka väga hea katalüsaator, keemiliste reaktsioonide kiirendaja.
Ent just nii on selgunud Inglismaal tehtud teadusuuringus: kui grafeen, see õhuke kile, kergelt lainetab, siis ilmnevad tal ka katalüütilised omadused. Ja lainetab grafeen tavaliselt ikka.
Uuringu teinud teadlasrühma tuumikuks on Manchesteri Ülikooli teadlased, nende seas ka grafeeni avastamise eest aastal 2010 Nobeli füüsikaauhinna pälvinud Andre Geim.
Avastus, et nanomõõtmetes lainelisus teeb grafeenist katalüsaatori, tuleb teadusüldsusele üllatuseks, sest tavalised grafiiditükid, mille küljest kihte ühekaupa maha kiskudes grafeeni tavaliselt saadakse, on ise keemiliselt inertsed.
Geim ja ta kolleegid kirjutavad nüüd Ameerika Ühendriikide teadusakadeemia toimetistes, et nanolaineline grafeen võib kiirendada näiteks vesiniku molekuli lagunemist sama tõhusalt kui parimad metallipõhised katalüsaatorid.
Autorid oletavad, et katalüütilisus võib iseloomustada kõiki muidki kahemõõtmelisi, ühe aatomi paksusi kilematerjale, mis on kõik algsel kujul pisut ebatasased.
Manchesteri teadlased avastasid esmalt, et grafeeni nanomõõtmelised ebatasasused aitavad materjalil reageerida molekulaarse vesinikuga, mis koosneb teatavasti kahest vesiniku aatomist.
Nad täheldasid, et reaktsioon läks käima suhteliselt väikese aktivatsioonienergiaga. Siit tekkiski mõte, et grafeen võib olla hea katalüsaator.
Teadlased panidki siis järgmises katses tähele, et grafeen aitab molekulaarse vesiniku ja molekulaarse deuteeriumi segust tõhusalt tekkida segamolekulidel, mis koosnevad ühest vesiniku- ja ühest deuteeriumi aatomist.
Sellist toimet ei avaldanud aga ei paljudest grafeenikihtidest koosnev grafiit ega ka mitte täiesti sile grafeenkile.
Teadlased loodavad, et grafeeni ja teisi kahemõõtmelisi materjale saab edaspidi mitmete reaktsioonide kiirendajatena ka praktiliselt kasutusele võtta.
