Графен: что это такое, свойства, сфера применения
Графен именуют важнейшим открытием 21 века, поскольку этот революционный материал, представляющий собой вариант углеродного соединения, способен стать основой технологического прогресса. Он обладает удивительными свойствами – высочайшей электропроводностью, легкостью и при этом прочностью. Впервые мир услышал о графене в 2004 году, когда он был открыт учеными Андреем Геймом и Константином Новоселовым.
Графен исследуют и сегодня, как в России, так и за рубежом, находя все новые свойства материала, которые откроют перед человечеством невероятные возможности.
Определение графена
Существует несколько аллотропных форм углерода – алмаз, графит, карбин. Графен – это слой графита в один атом. Отсюда вытекает его первую важную характеристику – он самый тонкий. Но при этом и самый прочный, так как имеет уникальное расположение атомов – гексагональное.
Рассмотрим уникальные свойства графена подробнее.
Свойства графена
- Высокая прочность. Напомним, что материал имеет толщину всего лишь в один атом. А квадратный метр графена способен выдержать вес 4 кг. Когда графен складывают в два слоя, получается диамен, способный выдержать даже удар пули.
- Гибкость. Это свойство обусловлено двумерной структурой графена, он более гибок, чем кремний и даже резина.
- Электропроводность. Материал способен проводить электричество, как медь.
- Оптическая чистота. Графен почти бесцветен и прозрачен на 97%, так как поглощает только чуть более 2% видимого света независимо от того, какие характеристики имеет излучение.
- Теплопроводность. Этот показатель можно назвать рекордным, графен превосходит по нему медь в несколько раз.
Применение графена в современности
- Электроника. Графен применяют при создании пауэрбанков и смартфонов, благодаря чему эти устройства имеют быструю зарядку 30 минут или час.
- Графеновая одежда. Так, в Великобритании смоделировали платье из графена. Уточним, что само платье сшито из обычной ткани, а графен используется, чтобы снабжать энергией светодиоды, реагирующие на сердцебиение человека и меняющие цвет.
- Ракетки для игры в теннис. Изделия весят намного легче обычных, но имеют ту же силу удара.
- Машинное масло. Продукт призван значительно уменьшить износ двигателя.
Перспективы использования графена в будущем
Инновационный материал позволит создавать:
|
|
|
|
|
|
Таким образом, использование графена предвещает большие перспективы в области медицины, химической промышленности, автомобилестроении и других сферах.
Почему графен еще не имеет массовое использование?
Здесь все упирается в цену материала – в современности его получение все еще стоит очень дорого. Также, в настоящее время еще нет технологий, которые бы позволили производить графен массово. Например, создание сложных электронных устройств с графеном – это ручной труд.
Станет ли графен тем материалом, который позволит создавать устройства, о которых мы сейчас даже не догадываемся? Такая вероятность имеется. Но пока нам остается только внимательно и с интересом наблюдать за исследованиями в этой области.