Графен

Интервью с нобелевским лауреатом Константином Новоселовым о настоящем и будущем графена и других двумерных материалов

      Открытие графена произошло уже  более десяти лет назад, а Нобелевскую премию за его открытие Андрей Гейм и Константин Новоселов получили еще в 2010 году. Но несмотря на то, что графен уже используется в некоторых устройствах, пока он не так сильно изменил нашу жизнь, как многие ожидали. О том, почему это так и какие новые двумерные материалы появились вслед за графеном, N+1 вместе с коллегами из «Известий», РИА Новости и «Популярной механики» побеседовал на 60-й научной конференции МФТИ с выпускником Физтеха нобелевским лауреатом Константином Новоселовым.
                            

Двухмерный графен обретает третье измерение
Графен является одним из самых перспективных материалов современности, который множество ученых и инженеров пытаются использовать для создания разнообразных электронных устройств следующих поколений. Мы уже видели самые маленькие в мире графеновые "лампочки накаливания", высокоэффективные солнечные батареи, гибкие дисплеи, транзисторы, обладающие превосходными характеристиками, и множество других интересных и необычных вещей. Однако, во всех этих случаях графен использовался в его естественной форме, форме углеродного листа, имеющего толщину в один атом.

В этом году в Великобритании в розничную продажу поступят лампочки, содержащие графен. Предполагается, что они будут расходовать на 10% меньше электричества, чем другие их энергосберегающие аналоги.
Как сообщает BBC, лампы с регулируемой мощностью накаливания и покрытым графеном светодиодом были разработаны в Манчестерском университете уроженцами России, обладателями Нобелевской премии по физике Андреем Геймом и Константином Новоселовым. Премию исследователи получили за открытие этого материала. При их участии в марте текущего года на базе университета открылся Национальный институт графена.

Намагниченный графен позволит увеличить показатель плотности хранения данных в миллионы раз
За последние годы исследования графена и его свойств продвигаются вперед достаточно большими темпами. Около двух лет назад группе испанских исследователей удалось придать графену магнитные свойства, другие же группы ученых преуспели в получении графена, обладающего еще более уникальными электрическими, полупроводниковыми и оптическими свойствами. А недавно ученые из Научно-исследовательской лаборатории ВМФ США (U.S. Naval Research Laboratory, NRL), проводя исследования магнетизма графена, разработали технологию, позволяющую использовать этот материал в качестве носителя информации в устройствах хранения данных, показатель плотности хранения в которых в миллионы раз может превышать аналогичный показатель у современных жестких дисков.

В Китае ведутся работы по созданию усовершенствованной версии графена
Компенсировать минусы графена сможет его модифицированная версия – пентаграфен. Об этом в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences пишут ученые из Китая. Они считают, что форма углерода, состоящая из «пятерок» атомов, будет иметь схожую прочность и физические свойства, однако при этом будет также полупроводником, что позволит применять его в гораздо более обширных сферах.

Использование графена позволило создать систему тепловидения в стиле "Хищника"
В фантастическом боевике 1987 года "Хищник /Predator" агрессивный пришелец, обладающий помимо всего прочего способностью видения в инфракрасной (тепловой) области спектра, выслеживал и уничтожал команду, возглавляемую главным героем, роль которого сыграл Арнольд Шварценеггер. Помимо острого сюжета в этом фильме впервые во всех деталях показана работа системы теплового видения и ее преимущества по сравнению с традиционными системами ночного видения. Конечно, тепловизионные системы существуют уже достаточно давно, но они в силу различных причин еще обладают неудовлетворительным качеством их работы.

Графен, изготовленный при помощи лазера - идеальный вариант для производства тонких и гибких суперконденсаторов
С момента его открытия графен, форма углерода, кристаллическая решетка которого имеет одноатомную толщину, помимо всего прочего рассматривался в качестве альтернативы электродам из активированного угля, используемым в суперконденсаторах, конденсаторах с большой емкостью и малыми токами собственной утечки. Но время и проведенные исследования показали, что графеновые электроды работают не намного лучше, чем электроды из микропористого активированного угля, и это послужило причиной снижения энтузиазма и сворачивания ряда исследований. Тем не менее, графеновые электроды обладают некоторыми неоспоримыми преимуществами по сравнению с электродами из пористого углерода. Графеновые суперконденсаторы могут работать на более высоких частотах, а гибкость графена позволяет создавать на его основе чрезвычайно тонкие и гибкие устройства аккумулирования энергии, которые как нельзя лучше подходят для использования в носимой и гибкой электронике.