Битва за графен: мировое состязание за лидерство в технологиях будущего

Графен — двумерный материал, представляющий собой форму углерода, толщиной в один атом. С тех пор как в 2010 году выпускникам МФТИ Андрею Гейму и Константину Новоселову присудили Нобелевскую премию за передовые опыты с этим новым материалом, в мире начался настоящий графеновый бум

Forbes

Битва за графен: мировое состязание за лидерство в технологиях будущего

Графен — это всего лишь одна из форм углерода, который может существовать во множестве кристаллических модификаций: например, как графит, алмаз, фуллерены или углеродные нанотрубки. Непосредственно графен можно представить в виде одной плоскости объемного кристалла графита — это первый кристалл толщиной всего лишь в один атом, экспериментально полученный в лабораторных условиях.

C одной стороны это очень простой материал, с другой очень сложно совместить двумерный материал толщиной в один атом с трехмерным миром приборов. Внешний мир — электроды, подложки и т.п. — оказывает влияние на графен, его свойства — это все очень трудно исследовать. Впервые это удалось сделать нашим соотечественникам, которые сделали это за рубежом — в Манчестерском университете. С тех пор их пионерские работы были процитированы в ведущих научных журналах более 100 тысяч раз. Интерес к графену по сей день остается беспрецедентным. В мире фактически началась новая гонка — за лидерство на зарождающемся рынке двумерных материалов. Государства в разных частях света тратят миллиарды долларов на графеновые исследования. Чем это вызвано? Как обстоят дела с исследованиями и разработками в этой области на Родине нобелевских лауреатов? О ландшафте графеновых исследований и о том, какое место на нем занимает Россия — в первом материале серии «Битва за графен».

Казалось бы на данный момент графен достаточно хорошо исследован, но тем не менее он еще таит в себе сюрпризы. Например, из графена можно удалять атомы углерода (с какой-то периодичностью или в виде какого-то узора) — получается материал с другими свойствами. Можно в графен добавлять атомы других материалов — это еще один материал с новыми свойствами. Свойства графена во многом определяются подложкой, например, химические свойства графена в зависимости от материала подложки еще не изучены. Очень мало информации и по физическим свойствам в зависимости от материала подложки. Техника постоянно совершенствуется, мы учимся работать со все меньшими и меньшими объектами и получаем все больше интересной информации. Одна из ключевых задач — встроить графен (двумерные материалы) в существующий цикл микроэлектронного производства, пока все такие устройства делаются вручную.

Графен может стать основой для нового поколения гиперспектральных камер, элементной базы для космической техники или беспилотных летательных аппаратов, материалом для сверхпрочных бронежилетов и многого другого.

Разнообразие применений графена возможно из-за его уникальных физико-химических свойств, которое моментально сделали этот двумерный материал объектом для фундаментальных исследований. Так, двумерность графена, а также характерное для него особое поведение электронов, открыли возможность для экспериментальной демонстрации различных явлений квантовой физики, среди которых квантовый эффект Холла, парадокс Клейна, сверхпроводимость и многие другие. Графен обладает высокой электропроводностью и рекордной среди всех известных материалов теплопроводностью. Для него характерна высокая прочность (в 200 раз прочнее стали) и гибкость, химическая и термическая стабильность, а также самая большая площадь поверхности на единицу массы.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Битва за графен-3: есть ли у России шанс на лидерство Битва за графен-3: есть ли у России шанс на лидерство

В мире развернулась технологическая гонка за лидерство в области двумерных материалов. Первый из них, графен, уже нашел применение в реальных продуктах, а по всему миру открываются графеновые центры. О позициях России в сфере высоких технологий будущего — в последнем материале серии «Битва за графен»

Forbes
Астрономы нашли гигантские магнитные пятна на маленьких горячих звездах Астрономы нашли гигантские магнитные пятна на маленьких горячих звездах

Астрономы обнаружили на поверхности горячих звезд гигантские магнитные пятна

N+1
Не только «Завтрак у Тиффани»: вспоминаем факты из биографии Трумена Капоте Не только «Завтрак у Тиффани»: вспоминаем факты из биографии Трумена Капоте

В конце июля выйдет документальный фильм о писателе Трумене Капоте

GQ
В игре Maneater нужно быть акулой, жрать отдыхающих и развивать свои акульи навыки В игре Maneater нужно быть акулой, жрать отдыхающих и развивать свои акульи навыки

До последнего не верилось, что эта игра вообще выйдет

GQ
Сериалы июня: «Я могу уничтожить тебя», «Политик», «Тьма» и другие премьеры Сериалы июня: «Я могу уничтожить тебя», «Политик», «Тьма» и другие премьеры

«Политик» Райана Мерфи возвращается на Netflix со вторым сезоном

Esquire
Как по вине человека изменились базовые инстинкты животных Как по вине человека изменились базовые инстинкты животных

Биологи рассмотрели связи между звеньями «пищевой цепочки» в животном мире

National Geographic
Алкогений: Никита Хрущев Алкогений: Никита Хрущев

Никита Сергеевич Хрущев был самым жизнерадостным советским деспотом

Maxim
От Азии до Америки От Азии до Америки

Делюсь с вами впечатлениями из нескольких интересных поездок

Bones
Анджелине Джоли — 45. Пять причин, почему мы ее любим Анджелине Джоли — 45. Пять причин, почему мы ее любим

Факты, которые говорят: «Джоли гораздо больше, чем просто знаменитая актриса»

РБК
Марк Фош: «Поварам нужно работать, а не витать в облаках» Марк Фош: «Поварам нужно работать, а не витать в облаках»

Марк Фош — мой настоящий учитель

Bones
Зачем стеклянным лягушкам прозрачная кожа? Зачем стеклянным лягушкам прозрачная кожа?

Стеклянные лягушки — это семейство бесхвостых земноводных

National Geographic
Поднять всех наверх: грандиозные клады ХХI века Поднять всех наверх: грандиозные клады ХХI века

Далеко не все некогда потерянные или спрятанные богатства были обнаружены

Популярная механика
«Я собираю встречу из 3–4 человек и задаю всем один вопрос». Сергей Рыжиков, «1С-Битрикс», — о простом способе увидеть будущее «Я собираю встречу из 3–4 человек и задаю всем один вопрос». Сергей Рыжиков, «1С-Битрикс», — о простом способе увидеть будущее

Прогнозировать, что будет после пандемии, очень сложно

Inc.
1947: бурный рост 1947: бурный рост

Всего за один год мотопромышленность СССР выдвинулась в число крупнейших в мире

Мото
Насколько близко можно подобраться к черной дыре Насколько близко можно подобраться к черной дыре

Минимальное безопасное расстояние до черных дыр без риска для жизни

Популярная механика
В чашке Петри вырастили человеческую кожу с волосами В чашке Петри вырастили человеческую кожу с волосами

В полученном органоиде сформировались не только основные слои кожи

N+1
No Kidding Press No Kidding Press

Как зарабатывает издательство, выпускающее только феминистские книги

Inc.
Женщины, которые меняют ландшафт мужской индустрии моды Женщины, которые меняют ландшафт мужской индустрии моды

Рассказываем о женщинах, задающих правила игры прямо сейчас

GQ
The Bell сообщил о скором «разводе» Сбербанка и «Яндекса» при участии Абрамовича и ВТБ The Bell сообщил о скором «разводе» Сбербанка и «Яндекса» при участии Абрамовича и ВТБ

«Яндекс» и Сбербанк могут прекратить партнерство в совместных проектах

Forbes
Баланс Баланс

13 000 новых мотоциклов для России – это много или мало?

Мото
Недолго и несчастливо: почему женатые люди получают не больше удовольствия от жизни, чем одинокие и свободные Недолго и несчастливо: почему женатые люди получают не больше удовольствия от жизни, чем одинокие и свободные

Отрывок из книги «Год без мужчин. Чему я научилась без свиданий и отношений»

Forbes
Отрывок из книги Виталия Егорова «Люди на Луне» Отрывок из книги Виталия Егорова «Люди на Луне»

Книга «Люди на Луне. Главные ответы» рассказывает о полет Apollo

СНОБ
Активный гиппокамп запомнил слова лучше неподготовленного Активный гиппокамп запомнил слова лучше неподготовленного

Эффективность запоминания стимула определяет состояние гиппокампа

N+1
Форма и платформа Форма и платформа

Новинки от BMW — нейкед F900R и F900XR

Мото
Как безумный англичанин Фуллер строил пирамиды Как безумный англичанин Фуллер строил пирамиды

Джек Фуллер построил в Великобритании настоящую египетскую пирамиду

Популярная механика
Семья – это не только союз женщины и мужчины Семья – это не только союз женщины и мужчины

И у представителей ЛГБТ-сообщества тоже должно быть право вступать в брак

GQ
От корней От корней

Кто перед нами: Voge или всё же Loncin?

Мото
«Сама идея гибели Запада пришла в Россию с Запада» «Сама идея гибели Запада пришла в Россию с Запада»

Александр Долинин о том, зачем филологу становиться детективом

Полка
Низший пилотаж Низший пилотаж

Harley-Davidson Low Rider S — переосмысление фразы «How low can you go?»

Мото
Геохимики открыли новую модификацию полевого шпата Геохимики открыли новую модификацию полевого шпата

Новые модификации шпатов могут существовать на более глубоких слоях литосферы

N+1
Открыть в приложении