دانشمندان در دانشگاه نوتری دام کاربردهای جدیدی برای گرافن پیدا کرده‌اند. این محققان توضیح داده‌اند که گرافن می‌تواند به‌عنوان یک حصیر کااتالیستی چند‌عملکردی استفاده شود.
نانوحصیرهای گرافنی برای کاربردهای حسگری و کاتالیستی
دانشمندان در دانشگاه نوتری دام کاربردهای جدیدی برای گرافن پیدا کرده‌اند. این محققان توضیح داده‌اند که گرافن می‌تواند به‌عنوان یک حصیر کاتالیستی چند‌عملکردی استفاده شود. آنها موفق شده‌اند که دو نوع نانوذره مختلف- نقره و اکسید تیتانیوم- را روی یک اکسید گرافن احیاء‌شده در سایت‌های مختلف، بدون هیچ تجمعی پراکنده کنند. این یافته‌ها ممکن است راه را برای توسعه نسل جدیدی از سیستم‌های کاتالیستی و پیشرفت حسگرهای زیستی و شیمیایی، تسهیل کنند.
پراشنت کامَت، یکی از این محققان، گفت: برای ساخت یک حصیر کاتالیستی نیاز به سطح ویژه بزرگی است که ذرات کاتالیستی بتوانند بدون هیچ تجمعی روی آن پراکنده شوند. گرافن، با نانوساختار دوبعدی خود، بزرگ‌ترین سطح ویژه را برای لنگراندازی ذرات کاتالیستی آماده می‌کند.
اکسید گرافن احیاء‌شده (RGO) می‌تواند به‌عنوان یک نانوحصیر کاتالیستی برای لنگراندازی ذرات کاتالیستی مختلف، استفاده
یک صفحه گرافنی علاوه بر سطح ویژه بزرگش، می‌تواند به‌عنوان یک سکوی ارتباطی عمل کند که بواسطه خواص اکسایش- احیاء (redox)) خود قادر به ذخیره و انتقال الکترون‌ها به مکان‌های مختلفش می‌باشد. این پژوهشگران با بهره‌گیری از این خواص گرافن، دونوع ذرات کاتالیستی مختلف- نانوذرات نیمه رسانا (تیتانیا) و نانوذرات فلزی(نقره)- راروی یک صفحه اکسید گرافن قرار دادند.
برای ساخت این سیستم کاتالیستی، ابتدا الکترون‌های تولید شده بوسیله نور در نانوذرات تیتانیا، به بستر اکسید گرافن منتقل می‌شوند. بعضی از این الکترون‌ها برای بهبود رسانایی این بستر و تبدیل اکسید گرافن به اکسید گرافن احیاء‌شده (RGO) استفاده می‌شوند و الکترون‌های دیگر تا ورود نیترات نقره، در این صفحه RGO ذخیره می‌شوند. به محض ورود نیترات نقره، این الکترون‌های ذخیره‌شده برای احیاء یون‌های نقره و تبدیل آنها به نانوذرات نقره، در عرض این صفحه RGO انتقال می‌یابند.
این محققان می‌گویند که وجود دو نوع ذرات کاتالیستی مختلف در مکان‌های مختلف روی یک نانوصفحه که همانند یک نانوحصیر عمل می‌کند؛ شرایط بسیار مناسبی را برای انجام فرآیندهای کاتالیستی مهیا می‌کند.
مثالی که این محققان برای استفاده از این نانوحصیر کاتالیستی، به آن اشاره می کنند، سیستم کاتالیستی تجزیه آبی است که در آن مولکول‌های اکسیژن و هیدروژن در سایت‌های کاتالیستی مختلف تولید می‌شوند.
نتایج این تحقیق در مجله‌ی Nano Letters منتشر شده‌است.
