Grafiittiisäntäyhdisteet

Grafiittiisäntäyhdisteet, tunnetaan myös nimellä isäntägrafeeniyhdisteet, ovat materiaaleja, joissa grafeenin kerrosten väliin on tunkeutunut vieraita atomeja tai molekyylejä. Tämä tunkeutuminen, eli interkalaatio, muuttaa grafeenin sähköisiä, mekaanisia ja kemiallisia ominaisuuksia. Grafeenilla on monikerroksinen rakenne, joka koostuu toistuvista grafeenikerroksista, joiden välillä on heikkoja van der Waalsin voimia. Nämä voimat mahdollistavat isäntämolekyylien pääsyn grafeenikerrosten väliin.

Isäntämolekyylit voivat olla joko metalleja, epämetalleja tai orgaanisia yhdisteitä. Esimerkiksi kaliumin tai muiden alkalimetallien tunkeutuminen grafeenikerrosten väliin voi johtaa sähkönjohtavuuden merkittävään kasvuun. Myös happi- ja typpiyhdisteitä on käytetty isäntämolekyyleinä. Grafiittiisäntäyhdisteiden valmistuksessa käytetään usein kemiallisia tai sähkökemiallisia menetelmiä, joissa grafeenimateriaali altistetaan isäntäaineelle tietyissä olosuhteissa.

Näiden materiaalien ainutlaatuiset ominaisuudet avaavat ovia moniin sovelluksiin. Ne voivat parantaa akun suorituskykyä, lisätä superkondensaattorien energiatiheyttä ja toimia katalyytteinä kemiallisissa reaktioissa. Grafiittiisäntäyhdisteitä tutkitaan myös sensoritekniikassa ja komposiittimateriaaleissa. Materiaalin ominaisuudet riippuvat olennaisesti tunkeutuneen isäntämolekyylin tyypistä ja määrästä, sekä grafeenin alkuperäisestä rakenteesta. Tutkimus grafiittiisäntäyhdisteiden parissa jatkuu aktiivisesti uusien sovellusmahdollisuuksien löytämiseksi.