Содержание
Нобелевский лауреат похвалил новосибирского школьника за эксперимент с блендером на кухне
Комсомольская правда
Наука
Алена ЛЮБИМОВА
14 августа 2020 12:41
Восьмиклассник совершил открытие, которое заметили серьезные ученые
Михаил мечтает стать ученым. Фото: из семейного архива семьи Сапрыкиных.
Михаилу Сапрыкину из Новосибирска всего 14 лет. Но юный возраст не мешает парню совершать научные открытия и получать высокую оценку от известных ученых.
Не так давно школьник самостоятельно изготовил самый тонкий материал в мире — графен. Все опыты Михаил проводил дома на кухне, а его ассистентами были мама и папа. Российско-британский физик Константин Новоселов, между прочим, получил за открытие графена Нобелевскую премию в 2010 году. Новоселов вместе со своим коллегой тоже добывали его необычным способом — с помощью скотча. Кто далек от науки, уточняем, что графен — это сверхтонкий материал, тоньше его нет в мире, но при этом сверхпрочный и сверхпроводимый.
Его применяют для изготовления сверхлегких бронежилетов, литий-ионных аккумуляторов и даже краски для волос.
— Я изучал способы получения графена и нашел метод, который можно применять в домашних условиях, — рассказал КП-Новосибирск Миша Сапрыкин. — Попробовал взбить раствор графита с ПАВ на очень высоких оборотах. Мой метод доступный и экологичный. Рассказал о нем Константину Новоселову, отправил ему по почте материалы с опыта и даже не надеялся на его ответ.
Нобелевский лауреат похвалил школьника. Фото: копия переписки предоставлена Михаилом Сапрыкиным.
И напрасно не надеялся. Физик внимательно изучил научный эксперимент сибирского школьника и честно оценил его старания.
— У Вас получился промышленный способ очистки графита — флотирование. Так что поздравляю, Вы открыли очень важный технологический процесс — очень серьезное достижение. Удачи! — написал нобелевский лауреат школьнику.
Это открытие позволило Михаилу и дальше продвинуться ближе к науке. Парень прошел серьезный отбор среди одаренных детей в лагерь Сириуса и уже осенью поедет покорять Сочи.
К ЧИТАТЕЛЯМ
Если вы стали очевидцем ЧП или чего-то необычного, сообщите об этом в редакцию:
Редакция: (383) 289-91-00
Viber/WhatsApp: 8-923-145-11-03
Почта: [email protected]
Возрастная категория сайта 18+
Сетевое издание (сайт) зарегистрировано Роскомнадзором, свидетельство Эл № ФС77-80505 от 15 марта 2021 г.
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР — НОСОВА ОЛЕСЯ ВЯЧЕСЛАВОВНА.
И.О. ШЕФ-РЕДАКТОРА САЙТА — КАНСКИЙ ВИКТОР ФЕДОРОВИЧ.
АВТОР СОВРЕМЕННОЙ ВЕРСИИ ИЗДАНИЯ — СУНГОРКИН ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ.
Сообщения и комментарии читателей сайта размещаются без
предварительного редактирования. Редакция оставляет за собой
право удалить их с сайта или отредактировать, если указанные
сообщения и комментарии являются злоупотреблением свободой
массовой информации или нарушением иных требований закона.
Новосибирский филиал АО «ИД «Комсомольская правда» Адрес: почтовый индекс 630091, город Новосибирск, ул.
Советская, дом 64, 10 этаж, Контактный телефон +7 (383) 289-91-00, 289-91-06, электронная почта: [email protected]
Исключительные права на материалы, размещённые на интернет-сайте
www.kp.ru, в соответствии с законодательством Российской
Федерации об охране результатов интеллектуальной деятельности
принадлежат АО «Издательский дом «Комсомольская правда», и не
подлежат использованию другими лицами в какой бы то ни было
форме без письменного разрешения правообладателя.
Приобретение авторских прав и связь с редакцией: [email protected]
Битва за графен-2: коммерческое применение
- Технологии
- Юрий Стебунов
Автор
org/Person»>Алексей Арсенин
Автор
Фото John Tlumacki / The Boston Globe via Getty Images
После того как в 2004 году был открыт первый двумерный материал графен, в мире начался настоящий графеновый бум. Крупнейшие страны разворачивают большие государственные программы в гонке за лидерство в области графеновых технологий
Помимо фундаментальных исследований коллективы по всему миру активно работают над прикладными разработками — целым классом устройств и материалов нового типа, которые могут быть созданы благодаря необычным свойствам нового материала. В одном только Китае, по данным Jiangnan Graphene Research Institute (Китай), число заявок на патенты с применением графена к сентябрю 2016 года превысило 50 000.
Чем обусловлен такой интерес к двумерному материалу и что сдерживает выход графеновых технологий на массовый рынок — в новом материале серии «Битва за графен».
Закончили чтение тут
- Битва за графен: мировое состязание за лидерство в технологиях будущего
Тонны графена
Если вы решите разобраться, как устроена графеновая отрасль, то неизбежно наткнетесь на десятки коммерческих отчетов, которые оценивают объемы рынка и ранжируют страны по количеству производимого ими графена. Например, эксперты предрекают, что емкость рынка графена к 2027 году будет составлять 3800 тонн в год. Поэтому, исследуя графеновый рынок, неспециалист может решить, что речь идет о мешках, бочках или вагонах с графеном — о больших объемах двумерного материала, в производстве которого соревнуются Китай, США, весь Евросоюз и другие страны.
Разумеется, это не так. Сам по себе графен не стоит рассматривать как продукцию для экспорта, и обогатиться на нем нельзя. Производство графена будет расти, что неизбежно приведет к снижению его стоимости, ведь получить сам графен не проблема. Если первые эксперименты были выполнены на небольших чешуйках графена, которые отслаивались от графита с помощью клейкой ленты, то сейчас удается получать высококачественный графен большой площади осаждением в печи при высокой температуре на медную фольгу — это достаточно просто и дешево. Основой для синтеза графена также являются углеводородные газы или даже нефть. Например, совсем недавно ученым из США удалось разработать способ получения графена из ацетилена — природного газа. Сейчас графен уже продается менее чем за один евро за квадратный сантиметр, а к 2022 году, по прогнозам одной из крупнейших компаний-производителей графена, будет стоить меньше евроцента за квадратный сантиметр. То есть квадратный метр графена обойдется исследователям менее чем в сто евро.
Рынок графеновых технологий
По последним данным, в мире насчитывается 142 организации, которые производят графен. Однако в действительности рынок графена — это не килограммы «графенового сырья», а технологии на его основе: прикладные разработки и патенты. Дело в том, что графен, как и другие двумерные материалы, можно комбинировать друг с другом, получая принципиально новые свойства. Так, например, применение графена и оксида графена в биочипах, технология создания которых существует уже несколько лет, позволяет в десятки раз увеличить их чувствительность. Использование графена в качестве одного из фоточувствительных элементов матриц камер позволяет в сотни раз увеличить их чувствительность и существенно расширить их спектральный диапазон.
Возможности таких комбинаций, как отмечает прозванный отцом графена Андрей Гейм, практически безграничны, и вряд ли все из них мы сможем реализовать в перспективе хотя бы ближайших пятидесяти лет.
Внедрение графена в различные устройства дает колоссальные перспективы. Но именно здесь пока нет однозначных результатов.
Технологии в массы
Действительно, массовых графеновых технологий, несмотря на серьезные финансовые вливания в эту область, до сих пор не появилось. Основная сложность с широкомасштабным применением графена — создание работающего устройства. Графен — двумерный материал, и использовать его в трехмерном мире достаточно сложно. Совмещение технологий производства графена с существующими технологиями микроэлектроники и других отраслей промышленности позволит создать целый класс новых продуктов, но как раз это сейчас и составляет основную трудность. Выращенный графен можно переносить на ту или иную подложку вручную, но это плохо соотносится с технологиями массового производства. Именно над проблемой интеграции графена в различные устройства работают многие ученые и исследовательские центры: ведутся исследования по низкотемпературному росту графена на различных подложках и разрабатываются автоматизированные технологии его переноса.
На решение этой проблемы, например, нацелен графеновый центр в Самсунге. Этой проблемой занимаемся и мы на Физтехе в сотрудничестве с датской компанией Newtec. Ее решение — лишь вопрос времени, а потому, если еще пару лет назад в мире был определенный скепсис по части прикладных разработок на основе графена, то сейчас это уже ничем не сдерживаемый оптимизм.
Применения
Сейчас уже с уверенностью можно сказать: во всех устройствах будущего в том или ином виде будет присутствовать графен или другой двумерный материал. Перечислить все потенциальные применения графена невозможно. Его можно совместить даже биологическими организмами. Например, ученым Университета Тренто (Италия) и Центра по разработкам с использованием графена Кембриджского университета удалось «накормить» графеном пауков, после чего те стали производить паутину, которая оказалась в несколько раз прочнее обычной.
Похожую работу провели китайские исследователи, скормив графен шелкопряду и получив прочную шёлковую нить, которая проводит электричество и может быть использована, например, в носимой электронике.
В одном из своих интервью Андрей Гейм высказывал мысль, что выделять какую-то одну наиболее перспективную область применения даже вредно: «Поле [применений] настолько велико, что сосредоточение в одном из направлений приведет к ослаблению развития в целом». Так или иначе, вы можете быть уверены: в камерах ваших телефонов, в ваших очках или умных контактных линзах, любой гибкой носимой электронике, умных настенных покрытиях, в разрабатываемых сейчас биосенсорах и нейроинтерфейсах и многом другом, не говоря о новых функциональных материалах для любых применений, например, в авиастроении или оборонной сфере — будет графен. Есть области, где этот двумерный материал используется уже сейчас. Теннисисты Новак Джокович, Энди Мюррей и Мария Шарапова играют ракетками, содержащими графен, а Билл Гейтс финансирует создание прочных и тонких графеновых презервативов.
Научные конференции сопровождаются шоурумами, где стартапы и лидеры индустрии представляют свои последние разработки. Например, на выставке Mobile World Congress в фервале 2017 года был представлен концепт автомобиля с корпусом из графенового пластика. А в марте на Женевском автосалоне был презентован китайский электромобиль на основе графеновых батарей, который планирует конкурировать с Tesla. И количество приложений будет только расти.
- Применения графена (видео)
Прогнозы рынка
Вложения в исследования графена — это вложения в светлое будущее, пусть пока и без четкого понимания, каким оно будет. Именно поэтому сейчас так сложно спрогнозировать объемы рынка через несколько лет, по текущим прогнозам, рынок графена в течение десятилетия вырастет в 30-100 раз. Но он может вырасти и в тысячи раз — достаточно только появиться умным контактным линзам с графеном, запустить в серийное производство быстрозаряжающиеся аккумуляторы или разработать любую другую технологию, которую представить сейчас мы не можем.
Так же, как когда-то не могли представить, как разовьется рынок лазеров или компьютерной техники.
Двумерный мир
Материалы на основе графена изменят мир, потому что они сами по себе — это уже другой мир, двумерный. Хотя будет это не революционным новшеством, а, как подчеркивает Андрей Гейм, медленной диффузией материала в нашу повседневную жизнь. Рисуя эти картины светлого будущего, нужно ответить на неизбежный вопрос: где же во всем этом Россия, родина нобелевских лауреатов, получивших премию за передовые опыты с графеном? Если в области фундаментальных исследований у нас есть определенные результаты, то о лидерстве в области прикладных разработок говорить пока не приходится, хотя именно конкретные технологические решения будут формировать основную часть рынка графена в ближайшем будущем. О том, что поможет нашей стране не упустить место под солнцем графеновых технологий — в следующем материале серии.
Алексей Арсенин
Автор
Юрий Стебунов
Автор
#высокие технологии
#Новые материалы
#графен
Рассылка Forbes
Самое важное о финансах, инвестициях, бизнесе и технологиях
Наконец, простой способ сделать лист графена
Итак, это не египетский хлопок, а группа исследователей из Массачусетского технологического института, Мичиганского университета и Индийского технологического института придумала новый способ изготовления листа графена, который преодолевает некоторые препятствия, которые мучили исследователей с тех пор, как в 2004 году был открыт этот причудливый материал. По иронии судьбы, новая технология восходит к тем ранним дням, когда крошечный лист графена кусок графита, буквально отклеив его обычной липкой лентой.
Изготовление графенового листа с разрешения исследовательской группы.
Графеновый лист: решение для липкой ленты
Для тех из вас, кто плохо знаком с этой темой, графен представляет собой лист углерода толщиной в один атом, который, несмотря на свое нано-кожье телосложение, обладает большими сверхспособностями, чем [вставьте сюда любимого супергероя].
Его уникальные свойства в качестве проводника делают его идеальным для применения в экологически чистых технологиях, включая батареи и солнечные элементы следующего поколения (и многие другие солнечные элементы).
Конечно, есть загвоздка. Графен известен своей привередливостью, и его трудно производить в промышленных масштабах.
Для производства маленьких чешуек графена были разработаны различные методы, но до сих пор изготовление больших листов оказалось труднодостижимым.
В настоящее время предпочтительным методом является выращивание графена в виде пленки на металлической фольге, наиболее распространенными из которых являются никель или медь. Затем необходимо каким-то образом отслоить фольгу, чтобы использовать графеновый лист, и это само по себе создает трудности.
Новые исследования графена в Массачусетском технологическом институте/Юниверситете штата Мичиган отклоняются в новом направлении путем выращивания графеновой пленки непосредственно на подложке, которая имеет какое-то применение, поэтому всю комбинацию пленка/подложка можно обрабатывать вместе.
Техника по-прежнему включает металлический слой, но он изолирован с одной стороны слоем стекла (двуокиси кремния, если быть точным).
Как сделать лист графена
Вот как это работает. Вы наносите тонкий слой никеля на лист стекла, а затем приобретаете установку для химического осаждения из паровой фазы (почти уверен, что она есть в Lowe’s) и наносите графеновую пленку на многослойные листы.
Это означает, что у вас есть слой никеля с графеновой поверхностью и слой стекла с графеновой поверхностью. Снимите слой никеля/графена, и вот он у вас: хороший лист стекла с графеновым покрытием, который можно использовать для самых разных целей.
Как описал Дэвид Чендлер из Массачусетского технологического института:
… нет необходимости в отдельном процессе для прикрепления графена к предполагаемой подложке — будь то большая стеклянная пластина для экрана дисплея или тонкий гибкий материал, который может можно использовать, например, в качестве основы для легкого портативного солнечного элемента.
Непонятно, что вы должны делать с графеном, который попадает на никелевую сторону, но, возможно, вы сможете его переработать.
Если на то пошло, исследование все еще находится на ранней стадии. Следующие шаги будут включать в себя доведение качества листа графена до формы для коммерческого применения.
Ангелы-хранители графена
Пока мы обсуждаем эту тему, давайте поприветствуем производителя стекла Guardian Industries, который объединился с исследовательской группой для производства стеклянных листов на одном из своих огромных заводов.
Также в центре внимания находится Национальный научный фонд и, конечно же, Управление научных исследований ВВС, которые вкладывают впечатляющую исследовательскую энергию в графен.
Подписывайтесь на меня в Twitter и Google+.
Заполните опрос читателей CleanTechnica 2022, чтобы получить шанс выиграть электрический велосипед.
Цените оригинальность CleanTechnica и освещение новостей о чистых технологиях? Подумайте о том, чтобы стать участником, сторонником, техническим специалистом или послом CleanTechnica – или покровителем на Patreon.
Не хотите пропустить статью о чистых технологиях? Подпишитесь на ежедневные обновления новостей от CleanTechnica по электронной почте. Или следите за нами в Новостях Google!
У вас есть совет для CleanTechnica, вы хотите разместить рекламу или предложить гостя для нашего подкаста CleanTech Talk? Свяжитесь с нами здесь.
В этой статье: графен, графеновый лист, Индийский, Индийский технологический институт, Массачусетский технологический институт, Мичиганский университет
Тина специализируется на военной и корпоративной устойчивости, передовых технологиях, новых материалах, биотопливе, а также проблемах водоснабжения и водоотведения.
Высказанные взгляды являются ее собственными. Следуйте за ней в Твиттере @TinaMCasey и Google+.
Как сделать графен | Графен использует
Перейти к содержимому
Как сделать графенadmin2020-05-23T08:52:42+00:00
Узнайте, как сделать графен. Кто бы мог подумать, что можно обнаружить самый прочный материал, имея всего лишь карандаш и скотч ?
Правда? Ты можешь?
Да, можно . Фактически, даже с этими двумя вещами Нобелевская премия мира по физике была присуждена двум физикам в прошлом 2010 году за их открытие.
И их открытие известно как графен .
Этот материал на основе углерода является самым тонким и прочным материалом на Земле. Он сделан из графита, одной из распространенных форм углерода вместе с алмазами. И этот материал обычно используется для грифеля карандаша.
Создание графена в вашем доме
Учитывая простой способ открытия графена, можно производить графен в вашем доме.
Все, что вам нужно сделать, это поместить графитовую чешуйку на ленту, сложить ее пополам и разрезать чешуйку пополам. Повторите эту процедуру более пяти раз, и вы обнаружите крошечные фрагменты толщиной в один атом.
Чтобы идентифицировать графен, вы должны приложить скотч к предметному стеклу микроскопа, где вы раскололи графитовую чешуйку. После того, как вы положили его туда, проверьте их под микроскопом и внимательно осмотрите места, где вы в основном застряли графитовые чешуйки. Вы можете проверить наличие там слоев, пропускающих свет, поскольку графен обладает свойством поглощать больше света.
Как только вы увидите этот слой, вуаля. Вы создали графен!
Массовое производство графена
Для промышленных производителей графен создается не так.
На самом деле массовое производство графена обходится дорого.
Но благодаря инженерам Массачусетского технологического института недавний прорыв может стать ответом на массовое производство длинных полос высококачественного графена с меньшими затратами.
По словам Джона Харта, директора Лаборатории производства и производительности в Массачусетском технологическом институте, они использовали метод рулонного производства, сочетая технологию изготовления графена с химическим осаждением из паровой фазы для производства тонкой и длинной фольги графена.
Результаты испытаний показывают, что с помощью этой технологии можно производить высококачественный графен со скоростью 5 см в минуту. Его самое продолжительное время работы составляет четыре часа, производя 10 м непрерывного графена.
Хотя этот прорыв все еще нуждается в дальнейших исследованиях и тестах, это открытие проложит путь для большего количества технологий производства графена.
Поиск:
Последние сообщения
- Будет ли Tesla использовать графеновые батареи?
19 апреля 2022 г.
