Fyzikální ústav Akademie věd ČR

Seminář Středa, 20.04.2011 15:00 - 17:00

Přednášející: Prof. RNDr. Ladislav KAVAN, DSc. (Ústav fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského A V ČR, v. v. i.)
Místo: Přednáškový sál FZÚ, Pod vodárenskou věží 1, Praha 8
Jazyk: česky
Pořadatelé: FZÚ AV ČR

Přelom 20. a 21. století je svědkem intenzívního zájmu o uhlíkové nanostruktury. Jeho milníky jsou objev fullerenů, objasnění vlastností uhlíkových nanotrubic a v poslední době nástup studia grafenu. Pro základní i aplikovaný výzkum uhlíkových nanostruktur se často využívá různých metod spektroskopických a elektrochemických. Synergická aplikace obou přístupů je principem tzv. in-situ spektroelektrochemie, která spočívá v měření příslušných spekter za současné elektrochemické kontroly vzorku. Spektroelektrochemie patří pro svou náročnost k méně rutinním experimentálním technikám, a je proto pěstována jen na několika světových laboratořích.

Optická a Ramanova spektroelektrochemie uhlíkových nanotrubic, grafenu a fullerenových lusků poskytuje fundamentální informace o procesech přenosu náboje v těchto materiálech. Využití elektrochemického nabíjení je atraktivní alternativou chemického dopování, neboť dovoluje nejen přesnou kontrolu pozice Fermiho hladiny, ale nabízí i podstatně širší škálu kompenzujících iontů, které jsou k dispozici v prostředí vodných i aprotických roztoků elektrolytů, případně i v prostředí iontových kapalin. V obou základních přístupech, tj. jak při chemických redox procesech, tak i při elektrochemickém nabíjení, dochází ke změnám elektronové struktury, což se adekvátním způsobem projeví např. v optických a vibračních spektrech uvedených nanomateriálů.

Tato tématika je u nás rozvíjena od roku 2000, kdy jsme jako první použili optickou spektroelektrochemii ve Vis-NIR oblasti pro charakterizaci jednostěnnných uhlíkových nanostrubic (SWNT) a současně pro stejnou aplikaci rozpracovali i Ramanovu spektroelektrochemii. V následujících letech bylo prostudováno spektroelektrochemické chování dalších základních uhlíkových nanostruktur, tj. fullerenových (C60, C70) lusků a dvojstěnných uhlíkových nanotrubic (DWNT). V přednášce budou shrnuty hlavní výsledky těchto studií, které jsou námětem více než 50 původních prací a tří přehledných referátů, viz níže. Přednáška rovněž poukáže na dosud otevřené otázky, jež jsou zřejmou výzvou pro další experimentální i teoretické úsilí na tomto poli.

REFERENCE

L. Kavan, L. Dunsch, “Spectroelectrochemistry of carbon nanostructures” ChemPhysChem 8, 974-998 (2007).
L. Kavan, L. Dunsch, “Electrochemistry of Carbon Nanotubes” in (A. Jorio, G. Dresselhaus, M.S. Dresselhaus, Eds.) Carbon Nanotubes: Advanced Topics in the Synthesis, Structure, Properties and Applications, Springer, Berlin, 2008, pp. 567-603.
L. Kavan, L. Dunsch, “Spectroelectrochemistry of carbon nanotubes”, ChemPhysChem. 12, 47-55 (2011).