近日，俄羅斯科學(xué)院切爾諾戈洛夫卡聯(lián)邦化學(xué)物理和藥物化學(xué)問(wèn)題研究中心的研究人員開(kāi)展了一項(xiàng)關(guān)于伽馬射線對(duì)氧化石墨烯氣凝膠影響的研究，相關(guān)成果發(fā)表于《ChemPhysChem》雜志。研究表明，不同劑量的伽馬射線會(huì)以不同方式改變氣凝膠的結(jié)構(gòu)，新數(shù)據(jù)有助于明確此類(lèi)材料的適用范圍。

由部分還原的氧化石墨烯制成的氣凝膠，是將石墨烯獨(dú)特性質(zhì)從二維拓展至三維領(lǐng)域極具潛力的選擇之一。安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫因發(fā)現(xiàn)和研究石墨烯而榮獲2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，石墨烯具備的獨(dú)特性質(zhì)，讓此類(lèi)氣凝膠也展現(xiàn)出良好的吸附能力，可應(yīng)用于收集溢漏的油品或其他有機(jī)物質(zhì)。

切爾諾戈洛夫卡的化學(xué)家和物理學(xué)家此次聚焦于研究氣凝膠的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)在不同劑量伽馬射線照射下的變化情況。他們認(rèn)為，通過(guò)伽馬射線照射這種修改方式，有望改善材料中各個(gè)薄片之間的“交聯(lián)”。當(dāng)氣凝膠通過(guò)氧化石墨烯的熱還原產(chǎn)生時(shí)，這些薄片往往僅靠范德華力結(jié)合在一起。

同時(shí)，鑒于該氣凝膠計(jì)劃在放射性輻射暴露條件下使用，測(cè)試其抗輻射能力至關(guān)重要。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，研究人員制備了體積約為四立方厘米的整體式氣凝膠圓柱體，并將其暴露在同位素鈷 - 60產(chǎn)生的伽馬射線下。實(shí)驗(yàn)樣品吸收的伽馬輻射劑量范圍設(shè)定為1萬(wàn)至22萬(wàn)戈瑞，同時(shí)設(shè)置了一些未經(jīng)輻照的樣品作為對(duì)照材料。

輻照實(shí)驗(yàn)揭示了氧化石墨烯氣凝膠(AOG)整體結(jié)構(gòu)的一個(gè)有趣特征：其表面存在一層特殊的膜，該膜的孔隙相較于體積而言較小。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)精準(zhǔn)選擇輻射劑量，能夠部分去除這層薄膜，進(jìn)而提高材料吸收石油產(chǎn)品的能力(實(shí)驗(yàn)中采用純己烷進(jìn)行測(cè)試)。

不過(guò)，研究也表明，高劑量的輻射會(huì)對(duì)氣凝膠整體結(jié)構(gòu)的完整性產(chǎn)生不利影響，從而限制其使用。此外，在所使用的劑量范圍內(nèi)，對(duì)處于空氣中的氣凝膠進(jìn)行伽馬射線輻照，并不足以改變材料的親水性。目前，相關(guān)研究仍在持續(xù)推進(jìn)中。