Индустриализация графена — одна из востребованных тематик в сфере наноматериалов

НаукаНаука

Уникальное вещество и его применения

Индустриализация графена является одной из наиболее востребованных тематик в области наноматериалов.

Владимир Тесленко, кандидат химических наук

Графен имеет уникальные электронные и оптические свойства, связанные с его зонной структурой. В первой зоне Бриллюэна графена существуют особые точки К и К’, вблизи которых энергия электронов линейно зависит от волнового вектора. Таким образом, графен — полупроводник с нулевой запрещенной зоной, а движение электронов в нем описывается не уравнением Шредингера, как в объемных полупроводниках, а уравнением Дирака для безмассовых квазичастиц. Вследствие этого в графене наблюдается полуцелый квантовый эффект Холла и сверхвысокая подвижность электронов. Графен имеет также выдающиеся оптические характеристики. Напри мер, величина оптического поглощения света в нем составляет 2,3% от интенсивности падающего излучения и не зависит от длины волны.

В последние два года совершен прорыв в понимании свойств неупорядоченного графена. Например, в 2018 году было сделано фундаментальное открытие — сверхпроводимость в скрученном графене. Американские физики предложили модель, которая качественно объясняет явление сверхпроводимости.

Алексей Арсенин, заместитель директора центра фотоники и двумерных материалов МФТИ, обратил наше внимание на работы с гибридными структурами, которые сочетают два и более двумерных материалов, в том числе слои двумерных материалов, повернутые друг относительно друга. Если мы сделаем полость в материале толщиной в один слой, то это еще один объект для исследований — 2D nothing. В 2019 году в Черноголовке защищена докторская диссертация по графену Павла Островского из Института теоретической физики им. Л. Д. Ландау. Им, в частности, построена полная симметрийная классификация возможных типов примесей в графене. Профессор Олег Язев из EPFL (Федеральная политехническая школа Лозанны, Швейцария) так охарактеризовал нам работу Островского: «Диссертация объединяет серию теоретических работ, направленных на понимание электронной проводимости в графене с учетом двумерности и уникальной электронной структуры, свойств, которые делают его столь непохожим на известные металлы и проводники. Особое внимание уделено электронной проводимости в присутствии примесей».

Применения графена

Нобелевский лауреат Константин Новоселов (Манчестер) в эксклюзивном интервью для «Ъ-Науки» рассказал, что ему трудно оценить мировое производство графена в тоннах или деньгах. Что касается крупнейших потребителей графена, то он отметил следующие (далеко не все!):

  • Huawei использует графен для терморегуляции смартфонов;
  • BYD (Китай) применяет графен в аккумуляторных батареях;
  • Samsung планирует (или уже использует) графен в кремниевых чипах для контроля контактного сопротивления;
  • в автомобилестроении ряд компаний, например Ford Motor, применяют полимерные композиты с графеновым наполнителем;
  • канадская Ora Graphene Audio Inc. производит композиционный материал для бес проводных акустических наушников GRAPHENEQ TM.

Графен в России

В России собственная графеновая индустрия пока только складывается.

Причастные крупные корпорации, например «Росатом», «Ростех», «Роснефть», «Газпром», пока не афишируют тему графеновых материалов, испытывая готовые продукты, например уплотнители от АО «НП „Унихимтех“» (Подольск) на основе графеносодержащих мультислойных структур, графеновые смазки от ООО «ПКФ Альянс» (Санкт-Петербург), корозионностойкие покрытия от ООО «Глобал АКЗ».

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Онлайн все спишет Онлайн все спишет

Университеты начали готовить сценарии удаленного образования

Наука
Борщевик Сосновского: растение-терминатор или культура будущего Борщевик Сосновского: растение-терминатор или культура будущего

Борщевик — сорняк, с которым невозможно справиться

Наука
Кунсткамера Кунсткамера

Удивительные научные и не очень научные факты

Наука и жизнь
Пять самых известных политзаключенных Пять самых известных политзаключенных

Самые известные политзаключенные в истории

Maxim
Ё-моё, сани и бутылка водки Ё-моё, сани и бутылка водки

Что изобретают и патентуют богатейшие люди России

Forbes
Снизившуюся популярность коллекционирования бабочек назвали угрозой их изучения Снизившуюся популярность коллекционирования бабочек назвали угрозой их изучения

Сегодня люди стараются фотографировать бабочек, а не ловить их

N+1
«Вернемся к нашим баранам»: стоит ли смотреть сериал про агента ФБР из истории о Ганнибале Лектере «Вернемся к нашим баранам»: стоит ли смотреть сериал про агента ФБР из истории о Ганнибале Лектере

Почему сериал «Кларисса» — спин-офф «Молчания ягнят» не стоит вашего внимания

Forbes
Прощай, Женя Лукашин! 9 лучших ролей Андрея Мягкова Прощай, Женя Лукашин! 9 лучших ролей Андрея Мягкова

Лучшие фильмы и роли Андрея Мягкова

Cosmopolitan
Любовь в зрелом возрасте: где и как ее искать? Любовь в зрелом возрасте: где и как ее искать?

Как еще раз построить отношения в зрелом возрасте

Домашний Очаг
Левый поворот ведет в никуда Левый поворот ведет в никуда

В России нет условий для левого поворота на политическом поле

Эксперт
Редчайшие австралийские попугайчики вывели рекордное количество птенцов Редчайшие австралийские попугайчики вывели рекордное количество птенцов

Специалисты: редчайшие попугайчики вывели почти 90 птенцов

N+1
Зоологи допустили существование сумчатых волков в наши дни Зоологи допустили существование сумчатых волков в наши дни

Скорее всего, этот вид вымер не в 1936 года, а на рубеже 1990-2000 годов

N+1
Суперобучение Суперобучение

Система освоения любых навыков – от изучения языков до построения карьеры

kiozk originals
Вскрытие покажет Вскрытие покажет

Отечественные ученые предложили технологию переработки старых литиевых батарей

Эксперт
Как порвались связи советской науки с мировой Как порвались связи советской науки с мировой

Советские ученые должны были служить только советской науке и никакой другой

Наука
Профессии на вес золота Профессии на вес золота

Виктория Порудеева — о новых профессиях и цифровом развитии вузов

Эксперт
Безумный художник: история скандальной жизни Оскара Кокошки! Безумный художник: история скандальной жизни Оскара Кокошки!

Художник Оскар Кокошка заслуживает внимания по множеству причин

Maxim
Герпетологи уличили три вида змей в потрошении лягушек и жаб Герпетологи уличили три вида змей в потрошении лягушек и жаб

Герпетологи описали необычное охотничье поведение змей из рода Oligodon

N+1
Герои популярных мемов, которые умерли, а ты даже не знал об этом Герои популярных мемов, которые умерли, а ты даже не знал об этом

Суду по ним, на том свете действительно собирается отличная компания

Maxim
Физики подтвердили полиморфизм льда и открыли лед-XIX Физики подтвердили полиморфизм льда и открыли лед-XIX

Физики нашли новую кристаллическую фазу воды при высоком давлении

N+1
Новая этика или новый тоталитаризм? Куда делась свобода слова в интернете Новая этика или новый тоталитаризм? Куда делась свобода слова в интернете

Почему рано или поздно нам всем придется привыкнуть к новой цифровой реальности

Esquire
Застойный период Застойный период

Как распознать причину частых отеков

Лиза
Хотите воплотить свою мечту? Начинайте действовать прямо сейчас Хотите воплотить свою мечту? Начинайте действовать прямо сейчас

Как перестать откладывать свои мечты на потом?

Psychologies
«Чтобы стать предпринимателем, нужно разозлиться». Основатель Social Capital Чамат Палихапития — о быстром успехе, ошибках и смысле денег «Чтобы стать предпринимателем, нужно разозлиться». Основатель Social Capital Чамат Палихапития — о быстром успехе, ошибках и смысле денег

Чамат Палихапития — один из самых влиятельных людей в Кремниевой долине

Inc.
Иванушка и удаленушка Иванушка и удаленушка

15 советов, как сохранить отношения на расстоянии

Maxim
20 привычек, которые улучшат вашу жизнь 20 привычек, которые улучшат вашу жизнь

Простые действия, которые сделают каждый ваш день чуточку лучше

Psychologies
Призрак успеха: как фильм «Ганнибал» ввел весь Голливуд в заблуждение Призрак успеха: как фильм «Ганнибал» ввел весь Голливуд в заблуждение

Почему «Ганнибал» — коммерчески спорная идея

Forbes
Все, что вы хотели знать о полиамории, но стеснялись спросить Все, что вы хотели знать о полиамории, но стеснялись спросить

Разбираемся, что такое полиамория и к чему надо быть готовым в таких отношениях

Psychologies
Так и ослепнуть можно! Ошибки в макияже, которые вредят глазам, — мнение врача Так и ослепнуть можно! Ошибки в макияже, которые вредят глазам, — мнение врача

Макияж — неотъемлемая часть жизни современной женщины

Cosmopolitan
Литий-ионные аккумуляторы стали надежнее и эффективнее благодаря кремнию Литий-ионные аккумуляторы стали надежнее и эффективнее благодаря кремнию

Ученые смогли увеличить емкость литий-ионных батареек

Популярная механика
Открыть в приложении