3. Структурные дефекты графена

В зависимости от метода синтеза, температуры и других условий, поверхность графена содержит структурные дефекты, которые нарушают его свойства. Существуют два наиболее существенных дефекта: вакансионный и Стоуна-Уэльса.

Вакансионный дефект означает отсутствие некоторых атомов углерода в правильной гексагональной структуре листа.

Дефектом Стоуна-Уэльса называется замена некоторых шестиугольников на пяти и семиугольники.

Кроме этих изменений в стуктуре, возможно присоединение атома, радикала или функциональной группы к поверхности графена, например, гидроксогруппы или атома водорода. Присоединение атома водорода приводит к образованию гидрогенизированной разновидности графена - графана. Присоединение водорода к графену приводит к деформации первоначально плоского моноатомного графитового слоя, поскольку гибридизация всех атомов углерода в новой решетке изменяется с плоской sp2 на тетраэдрическую sp3. В результате данной модификации структуры из проводника графена получается диэлектрик графан.

Главным моментом в этом открытии ученые считают тот факт, что оно показало, что с использованием не слишком сложных химических реакций графен можно модифицировать, а значит - создавать на его основе новые производные материалы с новыми полезными свойствами. Ведь любые изменения в структуре приводят к изменению расстояний между атомами в гексагональной ячейке графена, а значит, к видоизменению его плоской структуры и свойств.