Технології

Фізики навчилися отримувати графен з побутового сміття

Наука зазвичай виступає як антонім чаклунства і магії. Однак навіть Румпельштильцкін — карлик-чарівник, що вміє перетворювати солому в золото — був би вражений тим, до чого додумалися сучасні вчені.

Дослідники з Університету Райса повідомляють на сторінках Nature, що вони можуть перетворити будь-яке сміття, що містить вуглець (від харчових відходів до старих покришок) в графен. Нагадаємо, що графен являє собою листи атомів чистого вуглецю товщиною всього в один атом. Завдяки ряду дивовижних властивостей його часто називають «матеріалом майбутнього» і вже сьогодні вироби та композити на основі графену широко використовуються у всіх сферах промисловості та науки.

Чому це відкриття так важливо? Сучасні методи дозволяють отримати незначну (у порівнянні з потребами людства) кількість цього матеріалу з відповідною структурою. Як альтернатива — збільшення загального числа графену при помітному зниженні його якості. Однак, завдяки новій методиці вчені вже виробляють до кілограма графену відмінної якості в день буквально зі сміття, і це дуже значна цифра.

Завдяки тому, що тонкі листи атомів вуглецю розташовані як дротяна сітка, графен міцніше сталі, проводить електрику і тепло краще, ніж мідь, а також може служити непроникним бар’єром, що запобігає іржавінню металів. Але з моменту його відкриття в 2004 році високоякісний графен — окремі аркуші, або кілька складених разом шарів — залишається дорогим у виробництві та очищення в промислових масштабах. Це не так критично для створення мініатюрних пристроїв, таких як швидкісні транзистори та ефективні світлодіоди. Однак сучасні методи, які отримують графен шляхом осадження з пари, занадто дорогі для виробничих програм з великим об’ємом. А підходи з більш високою пропускною здатністю, такі як відшарування одноатомних листів від шматків мінерального графіту, дають «плями», що складаються з безлічі шарів графену, які роблять матеріал малопридатним для більшості операцій.

До речі, в 2018 році Моніка Крачун, фізик з Університету Ексетера, повідомила, що додавання графену в бетон більш ніж подвоїла його міцність на стиск. Експерименти з турбостатичною формою речовини лише закріпила результат. Варто додати в бетон всього 0,05% по об’єму графену, отриманого методом миттєвого випаровування, як міцність на стиск зросла на 25%. А графен, доданий до полідіметилсилоксану (звичайного пластику) збільшив його міцність на 250%! Так що не виключено, що суперміцні будівлі майбутнього теж будуть виготовлені з матеріалів на основі графенових включень.

Натхнення: earth-chronicles.ru

Кнопка «Наверх»
Закрыть