俄罗斯科学家最近完成了一项关于石墨烯缺陷对石墨烯溶液界面电子转移影响的研究。石墨烯的电化学性质，使材料在生物传感器、光电和电化学电池等应用中非常理想和有用的性质，在很大程度上取决于其化学结构和电子性质。这些也影响氧化还原过程的动力学，最近的数据显示，当存在结构缺陷（如空位和杂质）时，加速石墨烯表面非均相电子转移速率的可能性提高了对石墨烯表面非均相电子转移动力学的研究。
这一新数据来自莫斯科理工学院和俄罗斯科学院高温联合研究所的科学家研究。科学家声称他们的实验计算报告显示石墨烯中的缺陷有可能大大提高电荷转移率。这些计算是作为对缺陷石墨烯中外层非绝热电子转移动力学更广泛研究的一部分进行的。
此外，研究小组说，通过改变缺陷的类型，有可能选择性地催化电子转移到溶液中的某一类试剂上，这可能有助于创造更有效的电化学传感器和电催化剂。
研究人员从理论上研究了不同缺陷（单空位和双空位、Stone-Wales缺陷、氮杂质、环氧基和羟基）下的电子转移动力学。所有这些缺陷都会显著影响迁移率，最显著的是单个空位，其中迁移率预计将“相对于无缺陷石墨烯增长一个数量级”。
根据研究人员的说法，理论上只能在标准电位为-0.2伏到0.3伏的氧化还原过程中观察到这种增加。他们的计算还表明，由于石墨烯片的量子电容较低，可以通过改变双层膜的电容来控制电子转移动力学。
MIPT高温过程物理系的Sergey Kislenko副教授说：“在我们的计算中，我们试图建立非均相电子转移动力学与缺陷引起的石墨烯电子性质变化之间的关系。”
然而，研究小组发现，在原本完美的石墨烯片中引入缺陷，可以增加费米能级附近的电子态密度，加速电子转移。此外，根据缺陷的种类，它以不同的方式影响着不同能量区域的电子态密度。
研究小组相信，他们的发现以及缺陷对石墨烯的影响可能对电化学传感器的应用有帮助，这取决于缺陷的种类。
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