Группа ученых из Университета Райса открыла метод «выжигания» графеновых паттернов на различных поверхностях — от свежеиспеченного тоста до отреза ткани.
Превратить в графен можно любой материал — главное, чтобы он содержал углерод. Новая технология позволит создавать умные маркировки, а также покрывать предметы ионисторами и RFID-метками.
Лаборатория под руководством химика Джеймса Тура получила известность в 2011 году, когда представила метод преобразования любого углеродосодержащего материала в графен. Тогда в качестве эксперимента Тур и его коллеги преобразовали в графен печенье, шоколад и даже тараканий хитин.
Новая методика, описанная в журнале ACS Nano, позволяет наносить на предметы графеновые метки. Для этого ученые использовали расфокусированный лазерный луч. С его помощью при комнатной температуре химикам удалось получить индуцированный лазером графен.
В ходе эксперимента исследователи нанесли графеновые паттерны на бумагу, ткань, пробку, картон, уголь и даже на свежеподжаренные хлебные тосты. Хлеб оказался не единственным продуктом, который подходит для нанесения меток из графена. Ученые также выжгли паттерны на скорлупе кокосового ореха и на картофельной кожуре.
«Чернила мы не использовали. Мы взяли материал сам по себе и преобразовали его в графен», — пояснил принцип эксперимента Джеймс Тур.
Ключевую роль в преобразовании сыграл лигнин — сложный органический полимер с высоким содержанием углерода. Особенно много лигнина содержится в пробке, скорлупе кокоса и картофельных очистках.
Индуцированный лазером графен может выполнять роль ионистора, электрокатализатора для топливных элементов, RFID-меток и биосенсоров. Также графеновые паттерны могут заменить маркировки и этикетки на продуктах питания и одежде. «Метки подскажут, откуда приехал продукт, как долго его хранили и как его транспортировали», — рассказал Тур.
Графеновые датчики также способны распознавать различные микроорганизмы. Например, выявлять в продуктах кишечную палочку. Если бактерия заведется в продукте питания, то метка начнет светиться, извещая потребителя об опасности.
