Нам есть чем гордиться! Графен

7 июля 2017
167 просмотров

С химической точки зрения, графен - это еще одна модификация углерода, известная нам. Углерод - один из самых распространенных химических элементов и один из самых нужных для нас. Практически все жизненно важные биомолекулы содержат атомы углерода; этот элемент является основой различных органических соединений.

Еще несколько десятилетий назад, заинтересовавшись особой структурой графита, ученые задумались о том, какими свойствами мог бы обладать отдельный тончайший его слой. Этот гипотетический слой и получил название «графен». Впрочем, никто тогда не подозревал, что графен - эта сверхтонкая углеродная пленка, может существовать в свободном состоянии. Как бы тщательно мы ни шлифовали и ни полировали на лабораторном столе крохотную чешуйку графита, самый тонкий, полученный нами слой, все равно будет содержать не менее тысячи графеновых пленок.

Состоящий всего лишь из одного слоя атомов, он является самым тонким материалом на свете, ведь, по нынешним научным представлениям, нельзя выделить слой вещества тоньше, чем атом. В то же время графен - один из самых прочных материалов, который только известен, а своей твердостью он превосходит даже алмаз, мерило твердости. Графен – это первый строго двумерный материал. Свойства любого материала определяются не только химическим составом, но и расположением атомов. С углеродом это особенно понятно. Известно, насколько разные алмаз и графит, хотя состоят они из одних и тех же атомов углерода. Но эти атомы разным образом упорядочены в пространстве, что приводит к колоссальному различию свойств. Во всех известных до недавнего времени материалах атомы упорядочены в трех измерениях, поэтому они имеют длину, ширину и высоту. А графен - это один слой углеродных атомов, взятый из графита. У него есть длина и ширина, а глубины, нет, поэтому он и называется двумерным. 

Возможности применения графена разнообразны: его можно использовать в аккумуляторах электромобилей, в лазерах и детекторах. Можно добавлять графен в лаки и краски, тогда лакокрасочное покрытие будет сложно поцарапать так легко. Графеновые пленки хорошо пропускают солнечный свет, если нанести покрытие из графена на оконные стекла, то их светопроницаемость можно регулировать, затемняя их летним днем или делая «очень прозрачными» пасмурным осенним.

Его можно добавлять в пластмассу, заметно повышая ее прочность. Как убедились недавно исследователи, если добавить в нее всего лишь от 0,5 до 2% графена, это придаст ей огнеупорные свойства. При необходимости можно наладить выпуск пластмассы (или, например, резины), проводящей - благодаря графену — электрический ток почти так же хорошо, как любые используемые для этого материалы. По этим и другим причинам пластик, упрочненный графеном, — идеальный материал для сенсорных дисплеев. Тонкие, как пластиковые карты, они будут очень чувствительны к любому прикосновению и в то же время прочны. Их не поцарапать, не сломать, они не пропускают воду. Уже появились первые, созданные на основе графена микросхемы и микропроцессоры. Они гораздо меньше по размерам своих кремниевых аналогов. Это позволяет значительно повысить эффективность работы таких процессоров. Возможно, в будущем, графеновые покрытия будут наноситься на упаковочные материалы и защитную пленку.

Материалы взяты с сайта: http://htech-world.ru/

Комментарии: