my
پژوهش‌های اخیر نشان می‌دهد که قابل دسترس بودن هیدروژن نقش مهمی در تعیین وضعیت ساختاری و شیمیایی اکسید گرافن ایفا می‌کند. این تحقیقات ثابت می‌کند بعد از این که یک ماده تولید شد، خواص شیمیایی و ساختاری آن شروع به تغییر می‌کند که این کار تا یک ماه ادامه دارد، دلیل این تغییرات واکنش شیمیایی ماده با هیدروژن است.
درک خواص اکسید گرافن و چگونگی کنترل این خواص، نقش مهمی در درک کاربردهای اکسید گرافن دارد. برای مثال برای این که این ماده در صنعت نانوالکترونیک مورد استفاده قرار گیرد، باید هم باند گپ الکترونیکی به آن اعمال شده و هم نظم ساختاری به‌دست آورد. کنترل مقدار هیدروژن در اکسید گرافن ممکن است کلید دستکاری خواص این ماده باشد.
الیسا ریودو، استادیار موسسه فناوری جرجیا، می‌گوید: “اکسید گرافن به‌دلیل خواص الکترونیکی، نوری و مکانیکی خود ماده مهمی به‌شمار می‌رود. این خواص را می‌توان با تغییرات گرمایی و شیمیایی کنترل کرد. اما پیش از این که خواص مورد نظر خود را بدست آوریم، باید بفهمیم که چگونه می‌توان این فاکتورها ساختار ماده را کنترل می‌کنند. این پروژه اطلاعاتی درباره نقش هیدروژن در احیاء اکسید آهن در دمای اتاق ارائه می‌کند.”
نتایج این تحقیق که در آن اکسید گرافن از گرافن اپیتاکسیال تهیه شده، در نشریه Nature Materials به چاپ رسیده است. اکسید گرافن با استفاده از فرآیند گرمایی و شیمیایی به‌دست می‌آید که طی آن دو گروه اکسیژن‌دار به شبکه اتم‌های کربن اضافه می‌‌شود: اپوکسی و هیدروکسیل. پژوهشگران این پروژه تحقیقات خود را از گرافن اپیتاکسیال رشد یافته روی سطح ویفر کاربید سیلیکون آغاز کردند، روشی که والت دی هر و همکارانش در موسسه فناوری جرجیا در آن پیشرو هستند. این نمونه به‌طور میانگین دارای ۱۰ لایه گرافن است.
بعد از تهیه گرافن، توسط XPS، ساختار آن مورد مطالعه قرار گرفت. در طول ۳۵ روز، برخی از گروه‌های عاملی اپوکسی از بین رفتند در حالی که تعداد گروه‌های هیدروکسیل به آرامی افزایش یافتند. بعد از حدود سه ماه نسبت این دو گروه عاملی به تعادل رسید.
دلیل این تغییرات برای محققان مشخص نبود، آنها معتقدند که هیدروژن عامل این تغییرات است. هیدروژن گروه اپوکسی را احیاء می‌کند. برای اثبات این نظریه، این گروه تحقیقاتی آزمایشات و محاسباتی را انجام دادند که نتایج آن موید نظریه آنها بود. بنابراین پژوهشگران می‌توانند از این راه برای کنترل خواص اکسید گرافن استفاده کنند.
