Графен

Графен — революционный материал 21 столетия. Это самый прочный, самый легкий и электропроводящий вариант углеродного соединения.

Графен был найден Константином Новоселовым и Андреем Геймом, работающими в Университете Манчестера, за что русские ученые были удостоены Нобелевской премии. На сегодняшний день на исследование свойств графена выделено около десяти миллиардов долларов на десять лет, и ходят слухи, что он может стать отличной заменой кремнию, особенно в полупроводниковой промышленности.

Однако двухмерная структура наподобие этого углеродсодержащего материала была предсказана и для других элементов Периодической системы химических элементов и весьма необычные свойства одного из таких веществ недавно удалось изучить. А называется это вещество «синий фосфор».

Первое устройство на базе графена появится на рынке «в ближайшие два месяца»

Выходцы из России, работающие в Британии, Константин Новоселов и Андрей Гейм создали графен – полупрозрачный слой углерода толщиной в один атом – в 2004 году. С этого момента практически сразу и повсюду мы стали слышать хвалебные оды о самых разных удивительных свойствах материала, обладающего потенциалом изменить наш мир и найти свое применение в самых разных сферах, начиная от производства квантовых компьютеров и заканчивая производством фильтрами для получения чистой питьевой воды. Прошло 15 лет, но мир под влиянием графена так и не изменился. Почему?

Читать далее

Графен обещает быстрее восстановить сломанные кости и даже предотвратить перелом

05.03.2019, Илья Хель12

Когда вы были ребенком, вы когда-нибудь подписывались за одноклассника, если тот сломал руку или ногу? Носили за ним портфель? Сломанные кости для ребенка — очень плохо: несколько катастрофических секунд, за которыми следуют месяцы скучного отдыха и восстановления. Но у детей в будущем может быть другая история, поскольку новые технологии позволят нам пересмотреть, как мы восстанавливаем сломанные кости.

Читать далее

Ученые создали из графена самовосстанавливающееся антикоррозийное покрытие

Сложно поверить, что даже самые крошечные трещины в металле однажды могут приводить к разрушению целых конструкций. Однако далеко за примерами ходить не нужно – падающие мосты, прорывающиеся трубопроводы и многие другие катастрофические последствия нередко являются действием коррозии, образовавшейся в крошечных трещинах, царапинах и вмятинах, которые очень сложно обнаружить. Наиболее распространенным методом борьбы с коррозией является нанесение защитных покрытий, изолирующих поверхность металла от разрушающего воздействия окружающей среды. Проблема в том, что с нарушением этого покрытия теряется его эффективность.

Читать далее

Физики рассчитали время состояния суперпозиции графеновых кубитов

Возможность практического использования квантовых компьютеров стала еще на один шаг ближе благодаря графену. Специалисты из Массачусетского технологического института и их коллеги из других научных учреждений смогли провести расчет времени суперпозиции, в которой могут находиться кубиты, построенные на базе графена. О результатах исследования сообщает статья Nature Nanotechnology.

Читать далее

Графен готовится к сверхпроводимости

11.11.2018, Илья Хель2

Атомы углерода могут формировать связи самыми разными способами. Чистый углерод может встречаться в разных формах, включая алмаз, графит, нанотрубки, молекулы в форме футбольного мяча или сотовую сетку с шестиугольными клетками, известную как графен. Этот экзотический, строго двумерный материал прекрасно проводит электричество, но сверхпроводником не является. Возможно, в скором времени это изменится.

Читать далее

«Бионические грибы» — новый способ получения электроэнергии при помощи бактерий и нанотехнологий

Что можно сделать с обычными шампиньонами? Наверняка у вас найдется далеко не один рецепт для того, чтобы вкусно их приготовить. Но, как выяснилось, для того, чтобы извлечь из гриба какую-то пользу, совсем необязательно обладать кулинарными талантами. Зато если вы подкованы в физике, биологии и знаете свойства графена, вам вполне по силам превратить шампиньон в источник по выработке электроэнергии.

Читать далее

Синий фосфор — новый двухмерный материал, способный потеснить графен

Изобретенный на заре 21 века графен уже нашел свое применение во многих областях науки и техники. И даже подарил ученым, изучавшим его, Нобелевскую премию. Однако двухмерная структура наподобие этого углеродсодержащего материала была предсказана и для других элементов Периодической системы химических элементов и весьма необычные свойства одного из таких веществ недавно удалось изучить. А называется это вещество «синий фосфор».

Читать далее

Новые частицы откроют путь к созданию фотонных компьютеров

Все современные электронные устройства используют для передачи информации электроны. Сейчас вовсю идет разработка квантовых компьютеров, которые многие считают будущей заменой традиционных устройств. Однако есть и еще один, при этом не менее интересный путь развития. Создание, так называемых, фотонных компьютеров. И недавно группа исследователей из Университета Эксетера (Великобритания) обнаружила свойство частицы, которое может помочь в разработке новых компьютерных схем.

Читать далее

Полусвет-полуматерия: новые частицы могут привести к революции в области вычислительной техники

11.10.2018, Илья Хель8

Ученые обнаружили новые частицы, которые могут лечь в основу будущей технологической революции, основанной на фотонных схемах, и привести к развитию сверхбыстрых вычислительных методов на базе света. В настоящее время вычисления базируются на электронике, когда электроны используются для кодирования и переноса информации. Из-за определенных фундаментальных ограничений, таких как потеря энергии в процессе резистивного нагрева, ожидается, что на замену электронам придут фотоны и появятся футуристические компьютеры на основе света, которые будут много быстрее и эффективнее электронных.

Читать далее

Почти весь графен, предлагающийся на коммерческом рынке, оказался подделкой

Несмотря на весь ажиотаж вокруг графена, все его свойства и обещания ученых, вы возможно удивлены тому факту, что этот материал до сих пор не используется повсеместно. Как оказалось, в этом нет ничего удивительного. Международная группа ученых провела анализ образцов графена, производимого 60 компаниями по всему миру и пришла к выводу, что все они на самом деле занимаются производством и продажей не ультратонкого материала на основе углерода, за изобретение которого его создатели получили Нобелевскую премию, а обычного мусора, который еще и продают втридорога.

Читать далее

Из графена случайно создали материал, появление которого предсказали в 1930-х годах

Созданный в середине 2000-х годов материал графен нашел свое применение в самых разных областях. Но он не перестает удивлять своими необычными свойствами. И даже при самых обычных экспериментах, углеродный материал может помочь создать новые уникальные материалы. Примечательно, что структура графена была предсказана еще в прошлом веке и весьма забавно, что примерно в то же время было выдвинуто предположение о существовании Вигнеровских кристаллов – структур, которые не встречается при стандартных условиях окружающей среды. И вот, группе исследователей из Массачуссетского технологического института удалось при помощи графена создать стабильный Вигнеровский кристалл.

Читать далее

Куртка из графена спасет и от жары, и от холода

Развитие современных технологий затрагивает не только сферу электронных устройств и прочий «хайтек», но и вполне обыденные вещи. К примеру, одежду. Совсем недавно фирма Fast Company выпустила первую в мире куртку с применением графена, который ранее для этих целей практически не использовался. Причем инновационный материал в данном случае применяется не только ради того, чтобы выделиться на фоне конкурентов, но и для согревания, охлаждения пользователя и некоторых других полезных свойств в зависимости от ситуации.

Читать далее

Ученые нашли способ структурно усилить графен в два раза

Материал графен представляет собой двумерную модификацию углерода толщиной в один атом с кристаллической решеткой гексагонального вида. Ученые очень заинтересованы в этом материале, поскольку он обладает рядом свойств, делающих его практически универсальным и применимым в совершено любой сфере производства. А еще этот материал теоретически считается самым прочным веществом в мире.

Читать далее

Создан робот для автоматической сборки дизайнерских наноматериалов

19.04.2018, Илья Хель4

Гетероструктуры Ван-дер-Ваальса — это собрания атомарно тонких двумерных кристаллических материалов, которые обладают прекрасными свойствами проводимости для использования в современных электронных устройствах. Известным примером двумерного полупроводника будет графен, состоящий из сотовой решетки атомов углерода толщиной всего в один атом. Раньше разработка гетероструктур Ван-дер-Ваальса была ограничена сложными и трудоемкими ручными операциями, необходимыми для их производства. Двумерные кристаллы, полученные путем эксфолиации сыпучего материала, нужно было идентифицировать, собирать, а затем укладывать вместе вручную. Такой процесс явно не подходит для промышленного производства электронных устройств с вандерваальсовыми гетероструктурами.

Читать далее

Огнеупорные обои на основе графена предупредят о пожаре

Сложно найти квартиру, в которой не было бы обоев. Это достаточно доступный способ украсить стены по своему вкусу, но у обоев есть очень опасный минус: они очень хорошо горят. Однако китайские исследователи недавно разработали огнеупорные неорганические обои. Причем эти обои сделаны с применением графена, и они могут даже выступать в качестве противопожарной сигнализации.

Читать далее

Создан графеновый фильтр, способный очистить даже морскую воду

Австралийская команда ученых из Государственного объединения научных и прикладных исследований (CSIRO) представила дешевый метод фильтрации воды (даже морской) на основе одной из разновидностей графена — материала, получившего название GraphAir.

Читать далее

RFID-метки можно наносить на еду с помощью съедобного графена

14.02.2018, Сергей Грэй6

Графен — чрезвычайно тонкая и прочная структура, состоящая из слова атомов углерода. Кроме этого, графен является отличным проводником тепла и электричества, а также обладает антибактериальными свойствами. В последнее время мы всё чаще публикуем новости о том, в каких новых сферах науки и нашей жизни может применяться графен, однако сотрудникам Лаборатории Джеймса Тура из Университета Райса определённо удалось удивить всех своих коллег. Они продемонстрировали технологию нанесения съедобных графеновых RFID-меток на продукты питания.

Читать далее

Графен может решить пять крупнейших проблем мира

01.02.2018, Илья Хель62

В сентябре 2015 года мировые лидеры собрались на историческом саммите ООН, чтобы принять цели в области устойчивого развития (SDG). Семнадцать этих амбициозных целей и индикаторов помогут направить и скоординировать правительства и международные организации для решения глобальных проблем. Например, SDG 3 предусматривает «обеспечение здорового образа жизни и доступного благополучия для всех людей в любом возрасте». Другие включают доступ к чистой воде, уменьшение последствий изменений климата и доступное здравоохранение.

Читать далее

Аккумулятор на основе графена зарядит ваш смартфон за 5 минут

Несмотря на то, что современные смартфоны стали очень функциональными и полезными устройствами, у них до сих пор есть один существенный недостаток: время работы аккумуляторной батареи. И если создать и внедрить на рынок новый тип аккумулятора повышенной емкости достаточно сложно, то почему бы не придумать устройство, которое заряжало бы существующие батареи за 5 минут? Именно это и сделали разработчики из американской компании Elecjet.

Читать далее

Найден способ получать графен из древесины

Многие называют графен материалом будущего, ведь он обладает множеством уникальных свойств, однако есть у графена и существенный недостаток: производить его в больших количествах все еще очень дорого. И недавно исследователи из университета Райс представили лазерную технологию производства графена (laser-induced grapheme, сокращенно LIG), в которой в качестве сырья используется обычная древесина.

Читать далее

В Китае создали искусственную электронную «кожу», изменяющую цвет

Как сообщает пресс-служба университета Цинхуа, что расположен в Пекине, научным сотрудникам и исследователям из этого учебного заведения удалось разработать новый материал на основе графена с уникальными физическими свойствами: искусственную электронную «кожу», способную изменять свой цвет.

Читать далее

Графеновый робот-паук, которому для передвижения не нужна электроэнергия

Любые роботы нуждаются в источнике энергии для своей работы. Казалось бы, это утверждение — практически аксиома. Но на самом деле ученые порой создают такие механизмы, в принцип работы которых вникнуть не так-то просто. К примеру, недавно был продемонстрирован робот-паук из графена, которому для передвижения не требуется ничего, кроме определенной влажности окружающей среды.

Читать далее

Найден способ замены кремния углеродом в компьютерах будущего

12.06.2017, Олег Довбня9

Исследователям удалось создать новую компьютерную систему, работающую без применения кремния, на основе углерода. В числе преимуществ компьютеров на основе новых транзисторов — их значительно возросшая производительность. Конструкция такой вычислительной системы будет существенно отличаться от привычной, основанной на кремнии. Как именно смогут работать углеродные компьютеры будущего?

Читать далее

Ученым впервые удалось получить снимки движения электронов в графене

Такой материал, как графен, представляющий из себя двумерную углеродную решетку толщиной всего в 1 атом, в последнее время становится все популярнее. А изучением его свойств занимаются специалисты со всего мира. И вот совсем недавно группе исследователей из университета Мельбурна удалось впервые получить изображения, на которых запечатлено движение электронов в среде этого материала. Раньше изучению данного процесса препятствовал ряд ограничений. Понимание поведения электронов в таких условиях может дать толчок к развитию электронных устройств нового поколения.

Читать далее

Найден способ превращения природного газа в графен

Как сообщает издание Journal of Physical Chemistry C, американским ученым удалось разработать способ получения графена из обычного ацетилена. Новый метод не только гораздо проще всех существующих, но и значительно удешевляет производство графена, позволяя получать итоговый продукт с минимальным количеством примесей.

Читать далее

Учёные создали принципиально новый тип динамиков из графена

05.05.2017, Сергей Грэй38

Практически все существующие на сегодняшний день динамики работают по одному и тому же принципу: электрический сигнал порождает колебания катушки в поле постоянного магнита, та приводит в движение диффузор, а это, в свою очередь, создаёт колебания воздуха и звуковые волны необходимой частоты. Но в будущем всё может измениться, ведь учёные из британского Эксетерского университета создали принципиально новый тип динамика из графена, которому вообще не нужны механические вибрации.

Читать далее

В Кембриджском университете изобрели графеновые чернила для печатных плат

В последнее время такое соединение, как графен, пользуется все большей популярностью в различных областях науки. И ученые из Кембриджского университета, как сообщает издание Cosmosmagazine, недавно придумали еще одно применение этому замечательному соединению. Специалисты предлагают использовать его для печати плат и даже создали специальные «графеновые чернила».

Читать далее

Графен позволит коже роботов стать самовосстанавливающейся

27.03.2017, Олег Довбня3

Графен — лист атомов чистого углерода — в настоящее время считается самым прочным материалом в мире. Он удивительно тонок — в миллион раз тоньше бумаги. Его толщина настолько мала, что он рассматривается в качестве двухмерного материала. Несмотря на свою высокую цену, графен, благодаря своим уникальным свойствам и разнообразию возможных сфер его применения, очень быстро стал самым перспективным из современных наноматериалов.

Читать далее

Найдена замена графену — полупроводник толщиной в один атом

06.03.2017, Олег Довбня19

Полупроводники толщиной всего в один атом — больше не научная фантастика, а реальность, хотя и не воплощенная еще в определенных девайсах. Физиком из Байройтского университета (Германия) доктором Акселем Эндерсом (Axel Enders) в сотрудничестве с учеными из Польши и США была разработана замена графену — двумерный материал, способный вывести электронику на новый уровень. Благодаря своим полупроводниковым качествам, этот материал может оказаться более подходящим для использования в электронике, чем графен.

Читать далее

Учёными найден способ дешёвого производства графена

30.01.2017, Сергей Грэй30

Графен без всяких преувеличений можно назвать «материалом будущего». То и дело мы слышим, как исследователи из разных стран находят для себя новые свойства графена, открывающие перед человечеством огромное количество потрясающих возможностей. Материал представляет собой двумерную модификацию углерода толщиной всего в один атом, обладающую большой механической жёсткостью и рекордно большой теплопроводностью. Производство графена – процесс очень недешёвый. Однако исследователям из Канзасского государственного университета удалось создать бюджетный способ производства этого удивительного вещества.

Читать далее