ПОЧЕМУ ГРАФЕН ДО СИХ ПОР НЕ ИЗМЕНИЛ МИР
В науке и технике сравнительно недавно появилась новая область, которую назвали нанотехнологией. Перспективы данной дисциплины грандиозны. Нанотехнологии позволили изготовить углеродную пластину более твердую, чем алмаз, толщина которой составляет всего один атом. Состоит она из графена.
Графен - одна из самых многообещающих технологий современности. Это самый тонкий и прочный материал, который пропускает электричество намного лучше кремния компьютерных чипов. Этот материал, без преувеличения, способен кардинально изменить облик мира.
Графен может быть гибким, прозрачным, а его электропроводность превышает электропроводность меди. Из-за всех этих потрясающих качеств ученые обещали настоящую технологическую революцию. Например, графен должен был привести к неубиваемым смартфонам, но при этом гибким и легким; совершить прорыв в энергетике; навсегда решить проблему нехватки пресной воды на Земле.
Графен был изобретен немногим более десяти лет назад. И на рынке уже встречаются товары, содержащие этот удивительный материал. Однако технологическая революция, почему-то не состоялась. Так почему же графен еще не изменил мир?
По мнению Фрэнка Коппенса, представителя Института фотонных наук (ICFO) в Барселоне, - мы слишком торопимся с ожиданиями. По его словам, изучение графена и продвигается очень быстро.
«Если вы посмотрите на свой смартфон, то увидите, что многие технологии, представленные в нем, были созданы 30-40 лет назад. Внутри этого устройства сокрыто около двадцати пяти Нобелевских премий по физике. многие изобретения были сделаны еще в 1960, но лишь в 21 веке нашли свой путь на рынок» - говорит Коппенс.
Что собой представляет графен? Все знают, что такое графит. Именно из этого углеродного минерала сделаны грифельные стержни в простых карандашах. Теперь представьте углеродную пленку толщиной в один атом. Это и есть графен.
Графен представляет собой двухмерный кристалл. Его структура является гексагональной решеткой, состоящей из атомов углерода. Теоретически ученые предполагали возможность создания такой углеродной структуры в течение десятилетий, но на практике графен удалось синтезировать только в 2004 году.
Это было фундаментальное научное открытие. Двое ученых Манчестерского университета, Андрей Гейм и Константин Новосёлов, использовали подложку из окислённого кремния для снятия тонких слоев с цельного куска графита. Так впервые был получен двумерным кристаллом углерода - графен.
За это открытие ученые были награждены Нобелевской премией по физике. Сейчас исследования этого материала проводятся в сотнях различных лабораторий, а количество патентов, описывающих устройства с применением графена, перевалило за 50 тыс.
На сегодняшний день крупнейшая компания, изготавливающая новый наноматериал, находится в Китае. Название этого производителя - Ningbo Morsh Technology. Производство графена начато им в 2012 году.
Сегодня на рынке уже представлены некоторые товары, содержащие в себе графеновые элементы. К примеру, наушники Xiaomi Mi Pro HD используют графеновые мембраны, такие мембраны идеально передают мелкие детали звучания. Компания HEAD выпускает теннисные ракетки Youtek Graphene Speed Pr, корпус которых выполнен из графена, они являются очень прочными и легкими. Английская компания Briggs Automotive Company выпустила спорткар BAC Mono с графеновым корпусом. А итальянская компания Momodesign выпустила мотоциклетный шлем из графена.
Это все конечно здорово, но подлинно полезным графен может стать в электронных компонентах.
В сегодня в производстве прозрачных сенсорных дисплеев используется индиевая оловянная окись (ITO). Но у этого материала есть недостаток - он очень хрупок, а графен лишен этого недостатка. На рынок уже давно могли бы выйти гибкие гаджеты, использующие графеновые дисплеи. На данный момент препятствием является инерционность рынка. Разработчики просто не торопятся экспериментировать, пока у них есть возможность не рисковать.
Компания Samsung планирует использовать графен в аккумуляторах. Считается, что такие аккумуляторы получат дополнительную емкость при том же размере и будут дольше служить.
В общем, если задаться вопросом, почему графен до сих пор не изменил мир, просто стоит подождать немного. Известно, что Еврокомиссия выделила 1 млрд. евро на проект Graphene Flagship. Проект рассчитан на 10 лет и объединяет десятки научных учреждений и промышленных групп. Одним из направлений программы – это непосредственно производство графена. Цель проекта - сделать графен массовым и доступным продуктом. Скорее всего, обещанная графеновая технологическая революция все-таки состоится, но, где-то в середине 20-х годов.
Александр Григорьев ЦСО "Крокус"
