Rehybridisering i bildandet av en C–H-bindning vid kollisioner av en H-atom vid en grafenyta. HZ och CZ är avstånden mellan H- och C-atomerna från grafenplanet. Tre banor visas för H-atomer med 1,92 eV incidensenergi. Kreditera: Vetenskap (2019). DOI:10.1126/science.aaw6378
Ett team av forskare från Tyskland, USA och Storbritannien har funnit att ett betydande antal H-C-bindningar bildades när väteatomer tvingades i hög hastighet att kollidera med grafen. I deras papper publicerad i tidskriften Vetenskap, forskarna beskriver sina ansträngningar att se den atomiska rörelsen som uppstår och de energiavledningsvägar som är involverade när kovalenta bindningar bildas – i det här fallet mellan en kolatom och en väteatom när den krossas i ett ark grafen. Liv Hornekær med iNANO har publicerat ett perspektiv på arbetet som gjorts av teamet i samma tidningsnummer.
Forskarna konstaterar att trots mycket ansträngning, mycket få sätt har hittats för att faktiskt se vad som händer på atomär skala när en kovalent bindning bildas. I denna nya ansträngning, de försökte hitta ett nytt sätt att se vad som händer med hjälp av väteatomer och grafen. De påpekar att för att en kovalent bindning ska bildas mellan kolliderande molekyler, energi måste flöda från dem till resten av molekylerna i ett givet system. För detta ändamål, forskarna sköt väteatomer i hög hastighet mot ett ark grafen som satt på en platta gjord av platina. De valde grafen för att det har extrem asymmetri (ett attribut som gör det till ett av de få material som drar ihop sig vid upphettning). De övervakade och mätte sedan noga vad som hände när väteatomen träffade.
Forskarna rapporterar att kollisionen mellan väteatomen och grafenarket resulterade i skapandet av bindningar mellan väteatomen och kolatomerna i grafenet. De rapporterar vidare att energi försvann mycket effektivt av en ljudvåg i planet som bildades och rörde sig längs med grafenarket. De fann också att en tvärgående våg också bildades som stöddes av plana vibrationer - den bildades genom förskjutning av kolatomer när de interagerade med väteatomen. Teamet rapporterar också att H-C-bindningarna som bildades var tillräckligt starka för att tillåta många av väteatomerna att faktiskt hålla sig till grafenarket istället för att studsa av det. De hävdar också att deras experiment har avslöjat en tidigare okänd väg till energiförlust i ett system där kovalenta bindningar bildas, öppna upp nya sätt att studera processen när den sker.
© 2019 Science X Network
