Графен, впервые синтезировали в 2004 году, известен своей невероятной твердостью и гибкостью, что делает его крайне востребованным материалом для различных промышленных применений.
Графен можно представить как одну плоскость слоистого графита (который является полуметаллом), отделённую от объёмного кристалла в виде слоя атомарного углерода толщиной в один атом.
Атомы углерода в графене находятся в sp2-гибридизации и соединены посредством σ- и π-связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку.
Его массовое производство до сих пор остается сложной задачей. Графен традиционно синтезируется вручную в условиях лабораторией путем отшелушивания слоёв графита от высокоориентированного пиролитического графита. Но появляются новые технологии, которые увеличивают количество выработанного графена. Например ученые из Университета Кордовы (UCO) в 2024-м году разработали методику производства графена, на основе на использовании плазмы — частично ионизированного газа, который способен эффективно расщеплять органические молекулы. Они применили плазменную горелку для расщепления этанола и создания графена с использованием клетки Фарадея, которая уменьшает потерю энергии.
Также с 2010-ого года известны и другие способы выращивания графена — метод термического разложения подложки карбида кремния и xимическое осаждение из газовой фазы.
Из-за особенностей энергетического спектра носителей графен проявляет специфические, в отличие от других двумерных систем (таких как фосфорен, германен, силицен), электрофизические свойства.
За «передовые опыты с двумерным материалом — графеном» британским ученым российского происхождения Андрею Гейму и Константину Новосёлову была присуждена Нобелевская премия по физике за 2010 год.
Высокая подвижность носителей тока, гибкость и низкая плотность позволяет использовать графен в различных сферах: при создании светодиодов и фотодетекторов, для изготовления электродов в ионисторах (суперконденсаторах), в качестве очень чувствительного сенсора для обнаружения отдельных молекул химических веществ, при изготовлении транзисторов, интегральных микросхем и будущей основы для наноэлектроники.
Так как графеновые наноленты, графеновые нанопластинки и графеновые нанолуковицы нетоксичны при концентрациях до 50 мкг/мл, и не повреждают стволовые клетки костного мозга, то в низких дозах графеновые наночастицы вполне возможно безопасно использовать для биомедицинских технологий.Похожие статьи:
События в мире Hi-Tech → Разработан новый материал из графена и белков шелка для биосовместимой микроэлектроники и нейросетей.
