Прожаренный до графена тост

Группа исследователей, которая ранее продемонстрировала возможность получения графена из шоколада, мертвых насекомых и даже собачьих экскрементов («ACSNano», 2011, 5, 9, 7601—7607; doi: 10.1021/nn202625c), в новой работе сообщает, что с помощью лазеров можно сформировать участок графена на тосте («ACS Nano», 2018; 12, 3, 2176—2183,doi: 10.1021/acsnano.7b08539). Создатели тостов с графеновыми узорами утверждают, что их технологию можно применять для нанесения электронных меток или сенсоров непосредственно на продукты питания, — образующийся графен проводим и обладает антимикробным действием.

По мнению руководителя исследования Джеймса Тура из Университета Райса (кстати, это он в 2003 году синтезировал «нанопутов», см. «Химию и жизнь», 2004, 4), графеновые сенсоры могут показывать, не загрязнена ли пища кишечной палочкой, не размораживали ли ее (если продукт продается в замороженном виде). В 2012 году исследователи из группы Тура впервые получили «лазер­индуцированный графен», подвергая богатые углеродом материалы воздействию лазерных импульсов.

Происходит «графенирование» примерно так: первый лазерный импульс превращает углеродсодержащий материал в аморфный углерод, например в подгорелый хлеб, а второй и третий импульсы превращают аморфный углерод в графен. Весь процесс занимает несколько миллисекунд. Такой скорости удается достичь за счет расфокусировки лазеров, при этом пятна от разных лазерных лучей могут перекрываться, что эквивалентно применению множественных лазерных импульсов.

Тур с коллегами продемонстрировали, как предложенную ими методику можно применять для получения графеновых меток четкой формы. В качестве доказательства они нарисовали на куске хлеба графеновый логотип Университета Райса — готическую R. Как оказалось, новая методика хорошо работает на материалах, богатых лигнином, — на пробке, оболочке кокосовых орехов и картофельной кожуре.

В перспективе ученые планируют коммерциализировать технологию, надеясь, что «аппликации» из лазер-индуцированного графена можно будет применять не только для определения качества пищи, но и для дезинфекции воды. Однако до этого необходимо выяснить, безопасны ли графеновые метки для здоровья человека.

Эта статья доступна в печатном номере "Химии и жизни" (№ 5/2018) на с. 18.