Forskere finder, at H-C-bindinger dannes, når brintatomer kolliderer med grafen med høj hastighed

Et team af forskere fra Tyskland, USA og U.K. har fundet ud af, at et betydeligt antal HC-bindinger dannedes, da hydrogenatomer blev tvunget med høj hastighed til at kollidere med grafen. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab, forskerne beskriver deres bestræbelser på at se den atomare bevægelse, der opstår, og de energispredningsveje, der er involveret, når der dannes kovalente bindinger - i dette tilfælde mellem et kulstofatom og et brintatom, når det smadrer ind i et ark grafen. Liv Hornekær med iNANO har udgivet et Perspektiv-stykke om det arbejde, teamet har udført i samme tidsskriftsnummer.

Forskerne bemærker, at på trods af en stor indsats, meget få måder er blevet fundet til rent faktisk at se, hvad der sker i atomskalaen, da en kovalent binding dannes. I denne nye indsats, de søgte at finde en ny måde at se, hvad der sker ved hjælp af hydrogenatomer og grafen. De påpeger, at for at en kovalent binding skal dannes mellem kolliderende molekyler, energi skal strømme fra dem ind i resten af ​​molekylerne i et givet system. Til det formål, forskerne affyrede brintatomer med høj hastighed mod et ark grafen, der sad på en plade lavet af platin. De valgte grafen, fordi det har ekstrem asymmetri (en egenskab, der gør det til et af de få materialer, der trækker sig sammen, når det opvarmes). De fulgte derefter nøje og målte, hvad der skete, da brintatomet ramte.

Forskerne rapporterer, at kollisionen mellem hydrogenatomet og grafenarket resulterede i oprettelsen af ​​bindinger mellem hydrogenatomet og carbonatomer i grafen. De rapporterer endvidere, at energien blev spredt meget effektivt af en lydbølge i planet, der blev dannet og bevægede sig langs grafenpladens længde. De fandt også ud af, at der også blev dannet en tværgående bølge, der understøttede flyvibrationer - den blev dannet ved forskydning af kulstofatomer, da de interagerede med brintatomet. Holdet rapporterer også, at de dannede H-C-bindinger var stærke nok til at tillade mange af brintatomerne faktisk at holde sig til grafenarket i stedet for at hoppe af det. De hævder også, at deres eksperimenter har afsløret en hidtil ukendt vej til energitab i et system, hvor der dannes kovalente bindinger, åbne op for nye måder at studere processen på, mens den finder sted.

© 2019 Science X Network