От графен създадоха най-тънката мембрана в света

Учени създадоха най-тънката в света мембрана, която е непроницаема за най-малките газови молекули.
Многослойната графенова мембрана може да се използва в различни области, включително филтри и сензори.
За разлика от празничния балон и дори от дебелия и здрав стъклен контейнер, мембраната е свръхздрава, херметическа и непроницаема дори за атомите на хелия.

Изследването на Скот Бинч от Университета в Колорадо, професор Пол МакЮън и негови колеги от Колнуолския университет може да постави основата на много нови технологии от нови методи за изобразяване на биологични материали, до методи за изучаване на движението на атомите или йоните през микроскопични отвори.

Графенът е структура от въглеродни атоми във вид на лист с дебелина един атом и е най-здравият материал в света.
Той има плътни ковалентни връзки, разположени в две измерения, които дават възможност за създаване на мембрана с минимална дебелина.
Графенът се отнася към т.нар. полуметали, които провеждат електричество, но менят проводимостта си при промяна на електростатичното поле.

Учените открили, че отделните графенови листове се получават лесно, слепвайки тиксо и чист графит, след което лепенката се отлепва и се залепва на подложка от силициев оксид.
При отлепване от подложката на лепенката се запазват остатъци от графит с дебелина между 1 и 10 слой, и работейки с този материал учените лесно могат да намерят участък с еднослоен графен.

За да проверят еластичността му изследователите поставили материала на подложка с отвори и насочили струя газ към дупчиците, покрити с графен.
След това, създавайки разлика в наляганията, с помощта на специален микроскоп учените регистрирали големината на отклоняващата сила.
До няколко атмосфери графенът продължавал да се деформира, без да се разруши.

След това мембраната била превърната в миниатюрен барабан и била измерена честотата на колебанията й при различно налягане. Установено е, че хелият, който е вторият елемент в Менделеевата таблица след водорода, не може да проникне през слой графен, дори и при високо налягане.

Такава мембрана може да има множество приложения. Тя може да създаде особена бариера, която позволява на учените да създават изображение на биологични материали през практически незабележима преграда и без да поставят микроскоп във влажна среда.
Също така чрез отвор с определен диаметър в мембраната, учените могат да проследят как преминават през него единични атоми или йони.
Това може да послужи за изкуствен аналог на йонен канал в биологията или начин за измерване на свойствата на атома по неговото въздействие върху мембраната, отбелязва проф. МакЮън.