Новоселов графен в домашних условиях: Как получить графен в домашних условиях (ВИДЕО)

Графен в домашних условиях — Хочу все знать!

lumpместный житель03.09.16 17:05

NEW 03.09.16 17:05 

в ответ lump 03.09.16 17:03

#21 

Ostiпатриот03.09.16 17:14

NEW 03.09.16 17:14 

в ответ lump 03.09.16 17:03, Последний раз изменено 03.09.16 17:14 (Osti)

А ионистор-то тут каким боком? Там по определению графену делать нечего. Там необходимы объёмные электроды — источники ионов.

Я только объясняю Вам свои обязанности, но не ограничиваю Ваших прав! (C)

#22 

lumpместный житель03.09.16 17:28

NEW 03.09.16 17:28 

в ответ Osti 03.09.16 17:14, Последний раз изменено 07.09.16 17:08 (lump)

и конденсаторы и ионисторы сверхбольшой ёмкости появятся вскоре

вместо окисла алюминия на графен будут напылять слой изолятора

дальше или рулон или пакет пластин из графена

http://scorcher. ru/journal/art/art2359.php

http://energy.tubor.ru/index.php/novosti/novos…

#23 

Ostiпатриот03.09.16 17:49

NEW 03.09.16 17:49 

в ответ lump 03.09.16 17:28

Почитайте про устройство ионистора. Это вовсе не конденсатор. Это скорее уже аккумулятор. Нечто между. Для большой ёмкости нужна большая масса «дифундирующего» в твёрдый электролит материала электрода (серебро чаще всего)

Я только объясняю Вам свои обязанности, но не ограничиваю Ваших прав! (C)

#24 

lumpместный житель03.09.16 18:44

NEW 03.09.16 18:44 

в ответ Osti 03.09.16 17:49, Последний раз изменено 05.09.16 13:16 (lump)

Испанская компания Graphenano в феврале представила в Мадриде
графен-полимерные аккумуляторы,

которые должны позволить электромобилям
иметь запаса хода на уровне бензиновых двигателей.

Старт продаж
аккумуляторов запланирован на конец 2016 года.

Стоит отметить, что на сайте пока представлены варианты

аккумуляторов только для велосипедов, мотоциклов и домашнего
электроснабжения, однако в рамках

презентации было подробно рассказано
именно об эффектах применения графен-полимерных аккумуляторов

в
автомобилестроении.

Как заявляет компания,
графен-полимерный аккумулятор может заряжаться за треть времени от
продолжительности

зарядки литий-ионного, а в режиме быстрой зарядки —
всего за пять минут. Удельная емкость нового

аккумулятора составляет
1000 Вт*ч/кг при напряжении 2,3 В (у литий-ионных емкость приблизительно

составляет 200 Вт*ч/кг). При этом, как сообщает портал
NextBigFuture.com, крупнейшие экспертные

организации в сфере
безопасности промышленных изделий TÜV и Dekra уже провели независимую

экспертизу новых источников энергии и подтвердили, что графен-полимерные
батареи безопаснее

и не склонны к возгораниям и взрывам, в отличие от
литий-ионных.

Так, по расчетам компании,
электромобиль Renault Zoe, оснащенный графен-полимерным аккумулятором

взамен литий-ионного, сможет проехать без подзарядки 637 вместо 210 км,
Tesla Model S – 1013 вместо 334 км.

пока из описаний неясна конструкция графенового акк.

https://cont.ws/post/233328

#25 

jekapar02Я хороший мальчик04.09.16 02:08

NEW 04.09.16 02:08 

в ответ lump 02.09.16 13:08

атомы оксида графита

А мне отсюда стало скучно. А ещё про нанотрубки: Bayer (тот кусок, что теперь Covestro) уже несколько лет пытается донести их до лакокрасок. Всё красиво, всё работает в лаборатории…но вот их промышленное производство не хочет налаживаться.

Рассмеши Богов, и они непременно рассмешат тебя в ответ

#26 

lumpместный житель04.09.16 15:00

NEW 04. 09.16 15:00 

в ответ jekapar02 04.09.16 02:08

н п

#27 

Ostiпатриот04.09.16 15:16

NEW 04.09.16 15:16 

в ответ lump 04.09.16 15:00, Последний раз изменено 04.09.16 15:17 (Osti)

Опа! А чего это вы нецензурно выражаетесь и порнографию вывешиваете. П@трик — это матюк. А фильмы от него — порно!

Я только объясняю Вам свои обязанности, но не ограничиваю Ваших прав! (C)

#28 

lumpместный житель04.09.16 15:36

NEW 04.09.16 15:36 

в ответ Osti 04.09.16 15:16

#29 

zhyksстарожил04.09.16 15:56

NEW 04.09.16 15:56 

в ответ lump 04. 09.16 15:36

Видимо и с присуждением нобелевских премий тоже есть проблемы. Собственно, почему бы нет? Ну если нет однозначного кандидата по какой номинации, не присуждайте в этом году. Зачем дискредитировать ?

#30 

lumpместный житель04.09.16 19:01

NEW 04.09.16 19:01 

в ответ Osti 04.09.16 15:16, Последний раз изменено 04.09.16 19:12 (lump)

что показывает Петрик ? что он смешивает ?

Вот известные опыты — «угольная змея»

#31 

lumpместный житель04.09.16 21:49

NEW 04.09.16 21:49 

в ответ lump 04.09.16 19:01, Последний раз изменено 04.09.16 21:53 (lump)

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%80%D0%. ..

вот что-то , и вроде можно в оптический микроскоп разглядеть

#32 

lumpместный житель04.09.16 23:15

NEW 04.09.16 23:15 

в ответ lump 04.09.16 21:49, Последний раз изменено 04.09.16 23:24 (lump)

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%…

Методы получения графена разделяют на три класса по возможным областям применения^[1]:

1. композитные материалы, проводящие чернила и т. п.;
2. графен низкого качества для электронных приложений;
3. графен высокого качества для электронных приложений.

Для первого класса, обычно получаемого химическим расщеплением,
характерны размеры графена в сотни

нанометров, а восстановленные
химическими методами из оксидов графена и графита плёнки имеют размер

порядка 100 микрон. Такие кристаллы не подходят для транспортных
измерений, так как их подвижность низка,

но их можно производить в больших количествах. Для третьего класса методов, в которые включается и

механическое расщепление
размеры монокристаллов составляют около миллиметра и образцы
применяются

в исследовательских лабораториях благодаря высокой
подвижности носителей тока. Для этого класса методов

не существует
массового производства. Второй класс
методов получение графена занимает промежуточное

положение как по
размерам монокристаллов, так и по подвижности, благодаря чему часто
используется в

лабораториях и обладает потенциалом для применения в
промышленности^[1].

http://gizmod.ru/2013/02/05/grafen-s-chem-ego-…

Исследования графена, как и разработка виртуального мозга, получат от
Евросоюза денежную поддержку в размере

1 миллиарда евро. Такой выбор
обусловлен тем, что в ближайшие десять лет исследование материала,
который десять

лет назад известен не был, будет очень полезным.

#33 

lumpместный житель04. 09.16 23:37

NEW 04.09.16 23:37 

в ответ lump 04.09.16 23:15

http://www.stepandstep.ru/catalog/learn-as/117…

Итак, как же изготовить графен в домашних условиях?

1. Для создания и наблюдения самого тонкого материала на нашей планете
   вам понадобятся чистые условия (например, физико-химическая лаборатория,
   хотя подойдет и обычная комната с хорошей вентиляцией), чистые руки,
   желательно в перчатках, и чистые помыслы ☺.
2. Сначала подготовьте подложку, на которую вы будете помещать графен
   для наблюдения в микроскопе. Для этого нужно взять кремниевую подложку
   с естественным оксидом на поверхности, которую перед исследованием
   следует очистить. Лучше всего для этого подойдет раствор соляной кислоты
   и перекиси водорода в соотношении 1:3. Поместите пластину в раствор на
   30 секунд, а затем просушите сжатым азотом.
3. Приложите отслоенный кусочек графита к ленте-скотч, используя
   пинцет. Аккуратно сложите ленту пополам, накрыв графит липкой стороной.
   Несильно прижмите ленту к графиту с обеих сторон и неторопливо раскройте
   скотч, чтобы можно было наблюдать расслоение графита на две части.
4. Повторите предыдущий этап раз десять. Чем тоньше будут становиться слои графита, тем сложнее будет это делать.
5. Очень осторожно поместите ленту-скотч с графитом на поверхность
   кремниевой подложки. Используя пластиковый пинцет, удалите воздушные
   пузырьки между лентой и подложкой. Пройдитесь по поверхности образца
   пинцетом, несильно его придавливая к подложке в течение десяти минут.
   Затем очень медленно снимите ленту, придерживая подложку.
6. Поместите ваш образец под 50-, а лучше 100-кратную линзу микроскопа.
   Вы увидите множество графитовых «чешуек» разных размеров и формы,
   переливающихся всеми цветами радуги. Если вам повезет, вы заметите
   графен: почти прозрачную, кристаллической формы «чешуйку», бесцветность
   которой будет сильно отличаться от ярких цветов «толстых» графитовых
   собратьев.
7. А вот ссылка. где российский ученый, нобелевский лауреат Константин
   Новоселов показывает как получить графен в домашних условиях самому http://www. rian.ru/video/20101102/291610704.html.

#34 

lumpместный житель06.09.16 20:58

06.09.16 20:58 

в ответ lump 04.09.16 23:37, Последний раз изменено 08.09.16 12:08 (lump)

миссия Tesla Motors состоит в том, чтобы ускорить переход всего мира на чистый электрический транспорт.

Главное, почему электромобили до сих пор стоят дороже бензиновых машин — это дороговизна литий-ионных

батарей. Это самое важное, что пока сдерживает массовое распространение электрокаров.

Тем не менее, миссия Tesla Motors постепенно воплощается в жизнь.
Согласно последнему отчёту Международного

энергетического агентства,
продажи электромобилей стремительно растут. В 2015 году по всему миру
было продано

более 550 000 штук (+70%), так что общее количество
электромобилей на дорогах выросло до 1,25 млн.

Самое интересное происходит с аккумуляторами. С 2008 года стоимость
батарей упала в четыре раза, а энергетическая

плотность выросла в пять
раз. Tesla обещает, что после запуска Гигафабрики цены сильно упадут.

В отчёте есть ещё несколько интересных фактов. Например, по
количеству проданных электромобилей лидирует Китай,

на втором месте —
США, а вот по доле электромобилей на авторынке впереди с огромным
отрывом Норвегия (23%),

на втором месте — Нидерланды (почти 10%).

Кроме Норвегии и Нидерландов, рыночный барьер в 1% электромобили
взяли ещё в пяти странах: Швеции, Дании,

Франции, Китае и
Великобритании. Кстати, буквально несколько дней назад Норвегия объявила о планах

полностью перейти на электрический транспорт к 2025 году. Стало известно, что Четыре крупнейших политических

партии страны достигли принципиального соглашения о необходимости запрета продаж транспортных средств,

использующих дизельный и бензиновый двигатели.

http://altenergiya.ru/accumulator/batarei-elek. ..

#35 

tanuna_0коренной житель06.09.16 22:45

NEW 06.09.16 22:45 

в ответ lump 04.09.16 23:15

Такой выбор обусловлен тем, что в ближайшие десять лет исследование материала, который десять лет назад известен не был, будет очень полезным.

Да? А лауреат утверждает что был. И даже в начале прошлого века, пока другие революциями да гражданскими войнами и т.п. социальными экспериментами увлеченно занимались.

#36 

lumpместный житель07.09.16 15:12

NEW 07.09.16 15:12 

в ответ tanuna_0 06.09.16 22:45, Последний раз изменено 07.09.16 16:11 (lump)

А лауреат утверждает что был. И даже в начале прошлого века

———————————————————————————————-

в принципе это неважно . А важно появление дешёвых листов графена измеряемых сотнями кв. километров

именно это изменит мир

мы будем покупать графен рулонами , как обои и, вероятно, он вскоре вытеснит даже оконное стекло

из нашего обихода

понятно , что корпуса автомобилей и велосипедов будут тоже из графена или из композита на его основе

#37 

lumpместный житель07.09.16 15:50

NEW 07.09.16 15:50 

в ответ lump 07.09.16 15:12, Последний раз изменено 07.09.16 16:23 (lump)

https://geektimes.ru/post/243115/

http://masterok.livejournal.com/369691.html

http://4pda.ru/2015/12/06/261821

#38 

lumpместный житель07.09.16 18:13

NEW 07.09.16 18:13 

в ответ lump 07. 09.16 15:50

купить графен для экспериментов

http://www.akkolab.ru/ru/products/graphene.htm…

#39 

lumpместный житель08.09.16 19:47

NEW 08.09.16 19:47 

в ответ lump 07.09.16 18:13

Группа исследователей, возглавляемая Иваном Влассиуком (Ivan Vlassiouk),
при помощи модернизированной ими технологии осаждения из паровой фазы,
изготовила “ламинат” на основе специального полимерного материала,
верхним покрытием которого выступают листы графена, размерами около 2
дюймов (5 сантиметров). Кроме этого, точно такая же технология позволила
получить на поверхности полимера не квадратные листы графена, а
достаточно длинные графеновые ленты и тонкие волокна.

http://uchitel-program.ru/razrabotana-pervaya-…

#40 

Лауреат Нобелевской премии Константин Новоселов рассказал, как изготовить графен. Новости. Первый канал

Высокие технологии в домашних условиях. Лауреат Нобелевской премии Константин Новоселов рассказал, как можно самому из подручных материалов изготовить графен. В мире науки он произвел настоящий фурор, и в будущем его можно будет использовать во всех сферах — от приготовления еды до полетов в космос.

Построить сцену для Нобелевского лауреата – это, конечно, не графен изобрести. Экран для показа фото- и видеослайдов собрали всего за несколько минут. Каркас, крепления и вот она, магия минимализма. Оборудование для рассказа о самом громком научном открытии последнего времени Константин Новоселов привез с собой в обычном рюкзаке.

Внутри оказался ноутбук. Лауреат Нобелевской премии по физике привык путешествовать налегке. Первый вопрос из зала – и сразу будоражащий фантазию ответ. Оказывается, получить материал, которому прочат грандиозное будущее, может практически каждый.

«Все, что вам нужно, это купить хороший графит. В принципе, можно пользоваться и карандашами, но лучше купить хороший графит. Вы потратите 100 долларов на это. Вы должны потратить долларов 20 на кремниевые подложки, 1 доллар на скотч. Вот за 121 доллар, я вам обещаю, что вы научитесь делать изумительный графен», — рассказал ученый.

Не случайно про это открытие в мире науки сразу сказали: все гениальное просто. Материал на основе графита может произвести настоящую революцию в электронике. Мы уже привыкли, что современные гаджеты – это и мобильный телефон, и компьютер, и фотокамера в одном устройстве. С графеном эти приборы станут намного тоньше, да к тому же еще прозрачными и гибкими. Благодаря уникальным особенностям материи такой аппарат и уронить не страшно.

«У него очень интересные электронные свойства. Его можно использовать для транзисторов. И, в частности, многие компании пытаются изготовить высокоскоростные транзисторы из этого материала, чтобы использовать, например, в мобильной связи», — пояснил нобелевский лауреат.

В перспективе, как утверждают специалисты, этот материал сможет полностью заменить во всех электронных приборах постепенно устаревающий кремний. Пока такая техника кажется чудом. Впрочем, еще совсем недавно такое же удивление вызывали, например, жидкокристаллические телевизоры или Интернет. Кстати, Всемирная компьютерная сеть с использованием графена станет в десятки раз быстрее. В биологии вместе с новым материалом появятся прогрессивные технологии расшифровки химической структуры ДНК. Использование сверхлегкого и высокопрочного графена найдет применение в авиации и при строительстве космических кораблей.

«Материал, который самый тонкий, самый прочный, самый проводящий. Самый непроницаемый, самый эластичный. В общем, самый-самый, это и будет графен», — подчеркнул Новоселов.

Вручение Нобелевской премии по физике за передовые опыты с графеном состоялось в 2010 году. Это первый случай, когда материал, ставший продуктом научных исследований, так быстро перебирается из академических лабораторий в индустриальное производство. В России интерес к разработкам Константина Новоселова исключительный. Площадка фестиваля «Букмаркет» и Парка Горького открыта для всех желающих. А прохладная погода и дождь для настоящей науки не помеха.

4 отличных метода получения графена в домашних условиях, а также основы графена

Что такое графен?

Графен представляет собой однослойный углеродный полимер.

Графен состоит из чистого углерода. Это материал, в котором атомы углерода расположены в один слой, образуя соты.
Следует подчеркнуть, что этот слой углерода имеет толщину всего в один атом, хотя некоторые авторы считают графеном до десяти слоев углерода.
Если бы мы наложили друг на друга десять или более слоев графена, полученное вещество назвали бы графитом, который мы используем в грифелях карандашей.

Термин «графен» ввел Ханнс-Питер Бём. Некоторые ученые называют графен фразой «полупроводник с нулевой запрещенной зоной».
Он также известен под вариантами написания, такими как графен и графен, но они неверны в английском языке, хотя они могут быть допустимы в других языках.

Если вы заинтересованы в создании собственного графена, прокрутите вниз до раздела «Как сделать графен дома» или
посетите отдельную страницу только с инструкциями по графену своими руками.
Вы, вероятно, захотите прокрутить вниз, если вы уже слышали о производстве графена с помощью DVD-привода Lightscribe, но вам нужен оксид графита в качестве отправной точки.
Если вы хотите инвестировать в графен или технологию, связанную с графеном, ознакомьтесь с разделом «Как инвестировать в графен».

Открытие графена

Теоретически графен был предсказан Филипом Р. Уоллесом в его работе под названием «Полосная теория графита», опубликованной в Physical Review в 1947 году.
Графен был открыт в 2003 году Андреем Геймом и Костей Новоселовым в Манчестерском университете, а результаты были опубликованы в 2004 году.
За эту работу они были удостоены Нобелевской премии 2010 года.
Чтобы пояснить это, хотя графен успешно выращивался на различных монокристаллических подложках с 19 в.70-е,
только в 2003 году графен был окончательно выделен в свободной форме. Интересно знать, что использовали обычные липкие
лента для производства небольшого количества графена.
Это очень важно, потому что электрические и физические свойства графена значительно отличаются, когда он находится в свободном состоянии.
в отличие от того, чтобы быть связанным с поддерживающей кристаллической структурой.

Свойства графена

Графен обладает рядом очень интересных свойств. Как мы узнали, графен представляет собой сотовую структуру, состоящую исключительно из атомов углерода.
Мы делаем все возможное, чтобы объяснить эти свойства с точки зрения непрофессионала. Если вы предпочитаете сами видеть цифры вместе с нашими источниками, пожалуйста
посетите нашу страницу о свойствах графена. Эта страница может пригодиться
если вы проводите какое-то научное исследование или просто хотите узнать, где найти точную информацию. Если иное не отмечено,
Основное внимание в этой статье уделяется графену свободной формы.

Электронная транспортная система и мобильность электронов

Очень важным свойством графена является его уникальная система электронного транспорта и, как следствие, высокая подвижность электронов.
Подвижность электронов описывает, насколько быстро электрон может двигаться через материал.
Металлы и полупроводники представляют особый интерес из-за их использования в электронике.

Скорость электрона ограничена взаимодействием с кристаллической решеткой.
С точки зрения непрофессионала, когда электрон движется через материал,
он сталкивается с атомами, из которых состоит материал, и эти столкновения замедляют электрон, ограничивая его максимальную скорость (тем самым нагревая материал,
создавая кошмары для инженеров, работающих над этим).
Реальность, конечно, немного сложнее, но этого приближения достаточно для нашего обсуждения.

В то время как кремний, являющийся основой современной микроэлектроники, имеет подвижность электронов 2/Vs,
графен имеет подвижность электронов 200000 см ² /Вс, что почти в 200 раз выше, чем у кремния. Это означает, что электроны движутся намного быстрее через графен.

Графен превосходит кремний по скорости

Судя только по этому факту, теоретически электронные устройства на основе графена могут работать почти в 200 раз быстрее, чем обычные устройства на основе кремния.
Исследователям IBM удалось добиться частоты переключения до 280 ГГц в графеновом полевом транзисторе с длиной затвора 40 нм.
Ученые ожидают, что в 2013 году частота среза графеновых полевых транзисторов достигнет 600 ГГц.
в то время как теоретический предел составляет примерно до 10 ТГц, если длина затвора составляет несколько нм.
Для сравнения, кремний-германиевые (SiGe) транзисторы достигают максимальной рабочей частоты менее 100 ГГц.
Будем надеяться, что прорыв в графене поддержит закон Мура.

Низкое удельное сопротивление

Еще одним свойством графена, тесно связанным с высокой подвижностью электронов, является его низкое удельное сопротивление.
Удельное сопротивление листа графена составляет 10 ^-6 Ом*см. Чтобы представить это число в перспективе,
удельное сопротивление графена ниже, чем удельное сопротивление серебра при комнатной температуре.
Кстати, при комнатной температуре серебро было материалом с самым низким удельным сопротивлением, известным ученым — до тех пор, пока не появился графен.

Почему свободная форма графена лучше?

Графен произвольной формы действует как волновод для электронов. Это означает, что они могут свободно течь без столкновений.
со скоростью примерно 1/10 скорости света в вакууме. Однако при выращивании графена на такой подложке, как SiO2,
его электронная подвижность уменьшается в пять раз. Снижение подвижности электронов является следствием чувствительных электронных орбиталей графена,
которые меняют форму при контакте с другими материалами.
Вот почему ученые изучают способы более эффективного производства и взаимодействия с графеном произвольной формы.

Графен, вероятно, пока что звучит как довольно крутой материал. Если вы заинтересованы в создании собственного графена,
прочитайте, как сделать графен, или просто продолжайте читать, информация находится ниже по странице.

Графеновые транзисторы и графеновая логика

Транзисторы в цифровых схемах имеют два разных состояния:
ON и OFF (транзисторы на самом деле имеют несколько различных состояний, помимо ON и OFF, но эти два состояния представляют основной интерес в данном обсуждении).
Чистый графен создает проблемы, проводя значительный ток даже в выключенном состоянии.
Графен проводит ток в выключенном состоянии, потому что это полупроводник с нулевой запрещенной зоной.
Полупроводник с нулевой запрещенной зоной не нуждается во внешнем электрическом поле, чтобы стать проводящим.
Результат: графеновые логические элементы имеют высокое рассеивание статической мощности — они потребляют энергию как при включенном, так и при выключенном устройстве.
Есть два подхода к решению этой проблемы: укоротить длину затвора или использовать легированный графен.

Графен можно легировать так же, как и кристалл кремния. При легировании ионами калия подвижность электронов может быть снижена до 20 раз.
В таких случаях желаемым эффектом является контролируемое снижение подвижности электронов.
Необходимы дополнительные исследования для выявления оптимальных легирующих примесей и их концентраций.

Самовосстанавливающиеся свойства

Одним из интересных свойств графена является самовосстановление. Это означает, что если мы удалим атом углерода из любого места внутри графенового листа,
а затем подвергнуть лист атомам углерода или некоторым углеродсодержащим молекулам, одна из них идеально встанет на место,
заполняя отверстие, созданное удаленным атомом углерода, и вписываясь в шестиугольный узор.
Способность к самовосстановлению имеет большое значение для нанотехнологий, поскольку один случайный ион может пробить дыру в наноструктуре, сделав ее бесполезной.
Если наноструктура способна к самовосстановлению, то она сможет противостоять суровым воздействиям окружающей среды.

Теплопроводность

Графен является чрезвычайно хорошим проводником тепла. На самом деле, он настолько эффективно проводит тепло, что можно разрезать кубик льда.
с помощью графенового листа. Графен поглощает тепло ваших пальцев, когда вы держите его, и передает и концентрирует тепло в небольшой
область, где графеновое «лезвие» соприкасается со льдом. Лед моментально тает, и по мере его таяния выделяется все больше и больше тепла.
передается из вашей руки через графен и, наконец, в лед, который еще больше растапливает.

Относительная прочность материала по сравнению с весом

Легкий материал на основе графена.

Этот захватывающий новый материал является одним из самых прочных материалов, известных науке. Благодаря толщине в один атом,
графен может быть упакован в небольшой объем, сохраняя при этом чрезвычайно большую площадь поверхности.
Один квадратный метр (10,7 квадратных футов) графена весит менее 1 миллиграмма. Это делает его материалом с превосходным соотношением веса к площади и площади к объему по сравнению с другими материалами с высокой удельной площадью.
Несмотря на то, что он очень прочный, углеродный слой имеет толщину всего в один атом и легко ломается. Это делает работу с графеном
сложная задача. Ученые разработали материалы на основе графена, которые используют уникальные свойства графена, делая его достаточно толстым, чтобы
выдерживать гораздо более высокие нагрузки.

Как купить графен?

Графен доступен у ряда онлайн- и офлайн-реселлеров. Цена графена на данный момент не очень привлекательна: около 300 долларов (около 250 евро).
за 1 грамм чистого 3-нм фильтрованного графенового нанопорошка. Конечно, ожидается, что цена на графен будет снижаться по мере увеличения числа производителей. Альтернативно,
если вы хотите зарабатывать деньги, а не тратить их, взгляните на статью «Как инвестировать в графен».

Оказывается, многие читатели хотят сделать графен дома, так что вот спойлер: возможно создание небольших количеств
самодельного графена своими руками! Однако, хотя это возможно, сделать значительные суммы непросто. Фактически, на момент написания этой статьи
ученые до сих пор не знают, как эффективно производить графен в больших количествах и высокого качества,
потому что технологические процессы еще не отработаны.
Тем не менее, изготовить листы графена своими руками в небольших количествах довольно просто.

Биты, которые вы сможете изготовить в домашних условиях, будут иметь длину всего несколько нанометров,
так что забудьте о макроскопических графеновых листах или полосках. Самый большой кусок графена, который вы можете сделать сами, это
около 0,25мм ² (но их много наделаешь). Это ненамного больше площади точки в восклицательном знаке на этой веб-странице!
В промышленных целях ученые изготавливают транзисторы с длиной затвора менее 25 нм…
графен, хотя он кажется вам ничтожно маленьким, может быть использован для изготовления сотен транзисторов.
Все еще заинтересованы в создании графена? Отлично, читайте дальше!

Метод 1: клейкая лента

Первый метод «сделай сам» — использовать свинцовый карандаш для нанесения толстого слоя графита.
на бумагу. Затем обычной липкой лентой снимите с бумаги слой графита. Используйте другой кусок липкой
скотч для удаления слоя графита с первого скотча. Затем используйте третий кусок неиспользованной липкой ленты, чтобы удалить слой с
второй кусок липкой ленты, и так далее. В конце концов слои графита будут становиться все тоньше и тоньше, и вы получите графен.
который является однослойным графитом в строгом смысле, двухслойным или малослойным графитом (который в некоторых случаях действует почти как графен).
Несмотря на то, что этот способ изготовления графена является лишь проверкой концепции, метод липкой ленты работает.
Это требует терпения и времени, но это метод «сделай сам», который группа из Манчестера использовала в 2004 году.
И помните, они на самом деле получили Нобелевскую премию за свою работу, так что нечего возиться с клейкой лентой!

Способ 2: Кухонный блендер

Группа ученых опубликовала свою статью 20 апреля 2014 года, в которой они описывают, как сделать графен, используя подход
называется расслаиванием при сдвиге жидкости. Вы можете ознакомиться с аннотацией статьи
здесь, но полная статья находится за платным доступом.

Отшелушивание сдвига в жидкостях начинается с высыпания порошкообразного кристалла в жидкость, а затем с помощью смесителя сдвига для разделения (отшелушивания).
слоев материала из кристалла. Жидкость, используемая в таких процессах, выбирается таким образом, чтобы мелкие частицы графена не
снова слипаются, и в результате получается жидкая суспензия графена. Затем суспензию можно высушить, чтобы получить графеновые нанохлопья, или
его можно было бы непосредственно использовать в более поздних технологических процессах, таких как изготовление графеновых покрытий и других.

Итак, как сделать графен дома, используя этот метод? Ну а миксер-ножницы можно заменить кухонным блендером.
(поскольку сдвиговое смешивание — это красивое слово для высокотехнологичного смешивания), а вместо специальных жидкостей можно использовать воду и средство для мытья посуды.
Моющее средство добавляется, чтобы частицы не слипались, и действует как поверхностно-активное вещество. Отличным источником графитового порошка являются графитовые карандаши.
Просто измельчите несколько грифелей карандаша и добавьте порошок в раствор моющего средства, а затем перемешайте некоторое время. Если у вас нет доступа к
специальные микроскопы и другое оборудование, вы, вероятно, не сможете подтвердить наличие графена в растворе моющего средства, но есть
быстрое эмпирическое правило, которое вы можете использовать для оценки размера частиц. Вообще говоря, если частицы графена
слишком большие, они опустятся на дно сосуда, а если они меньше, то всплывут наверх. Наночастицы настолько малы, что
они будут подвешены в середине воды, и это то, к чему вы стремитесь, если хотите сделать графен. После того, как вы сделаете достаточно графена
частиц, вы можете отфильтровать суспензию и оставить ее сохнуть.

При этом, хотя этот метод получения графена был описан в упомянутой выше статье и сработал для исследователей,
не стоит слишком волноваться о том, чтобы делать это дома таким образом. Это грязно и создает очень маленькие наночастиц графена, не то, что нужно.
похвастаться перед друзьями, если только у вас нет высокотехнологичной лаборатории в подвале и вы не собираетесь использовать ее для изготовления графеновых транзисторов. С другой стороны,
эта технология вместе с
Отшелушивание жидкой фазы с помощью ультразвука может определить, как в будущем будет производиться графен в промышленных условиях, благодаря его масштабируемости.

Метод 3: DVD-рекордер — технология LightScribe

Чтобы сделать графен с помощью этого метода, в рецепте требуется компьютерный DVD-привод с технологией LightScribe, а также немного оксида графита.
Вы можете получить оксид графита у производителя или сделать немного оксида графита дома для
этот эксперимент. Если вы хотите узнать, как сделать оксид графита в домашних условиях, прокрутите вниз до следующего раздела .

Оксид графита растворим в воде, поэтому после смешивания с водой аккуратно вылейте его на DVD.
диск. Убедитесь, что раствор оксида графита равномерно распределен по пластиковой поверхности диска. После решения
высохнет и на диске образуется пленка оксида графита, поместите диск в дисковод DVD пленкой вниз.
Используйте программное обеспечение LightScribe, чтобы записать слой оксида. Участки пленки, соприкасающиеся с
лазерный луч будет превращен в графен. Лазерный луч вызывает химическое восстановление, которое превращает оксид графита в графен.
Образовавшийся графеновый слой следует аккуратно снять с диска и разрезать на части соответствующего размера.
частей. Эти детали можно использовать непосредственно для создания графенового суперконденсатора!
Это, пожалуй, самый простой способ сделать графен дома, но он предполагает, что у вас есть доступ к
оксид графита и привод Laserscribe.

Один читатель предположил, что DVD-лазер LightScribe можно заменить простой ксеноновой вспышкой. Если у вас есть фотовспышка,
вы также можете попробовать этот подход и сообщить нам о результатах по адресу «связаться с нашим доменом сайта». Еще один совет: НЕ делайте этого
если вас не устраивает аннулирование гарантии на DVD-рекордер.

Метод 4: Формирование пленки на границе раздела гептан-вода

Нефть, плавающая на воде.

Это новейший рецепт самодельного графена, который мы слышали до сих пор. Сначала потребуется немного физики жидкости, чтобы объяснить, что здесь происходит.
Если вы нальете нерастворимую в воде жидкость в воду, она либо будет плавать поверх воды, либо вода будет плавать поверх нее,
в зависимости от того, тяжелее ли добавленная жидкость (более плотная) или легче (менее плотная), чем вода. Типичный пример — нефтяное плавание.
над водой (см. изображение).

Одна группа ученых ^[1] обнаружила, что можно получить графен, залив два растворителя, которые не
не смешивайте вместе, например, гептан и воду, в стакан, добавляя мелко измельченный графитовый порошок и помещая его в ванну для обработки ультразвуком.
Вы можете купить гептан в большинстве магазинов химикатов, вода легкодоступна (рекомендуется использовать дистиллированную воду),
и вы можете легко получить графитовые палочки в художественных магазинах. Нужна ультразвуковая ванна, но это не редкость на ebay и тому подобное.
Полученный графен имеет толщину от одного до четырех слоев и химически стабилен. Его можно извлечь и нанести на чистую стеклянную пластину,
или любой другой субстрат.

Графен на границе вода-гептан.

Идея состоит в том, чтобы смешать мелкоизмельченный графит с водой и гептаном (соотношение воды и гептана 1:1) и некоторое время обработать его ультразвуком.
Далее происходит то, что графитовые чешуйки отслаиваются на границе раздела воды и гептана, и графен фактически начинает «карабкаться».
вверх по стеклянным стенкам флакона. Если гидрофильный субстрат, такой как предметное стекло, ввести через интерфейс, тонкая пленка
графена также будет карабкаться по стенкам слайда. Затем предметное стекло можно извлечь, и после высыхания у вас останется
стекло с графеновым покрытием. Если использовать полиэтиленовый флакон, то полученный графен не будет лазить по стенкам флакона, но можно
все же извлеките его предметным стеклом или другим гидрофильным материалом. Результат показан на изображении справа.

Графен на стекле.

Конечный продукт этого процесса изготовления графена показан на изображении слева.
Графен осаждается в виде тонкой пленки с обеих сторон стеклянной пластины.
и его легкие светопоглощающие свойства можно увидеть, посмотрев сквозь него
(Графен поглощает около 2,3% видимого света). Объяснение процесса состоит в том, что
графен самостоятельно собирается из мелких отслоившихся чешуек на границе раздела воды и гептана, потому что поверхность
натяжение графена (54,8 мН/м) почти находится между поверхностным натяжением воды (72,9мН/м) и гептан (20,1 мН/м).
Толщина графеновой пленки ограничена капиллярными силами на границе раздела и избыток графена просто упадет до
дно флакона. Образование толстых агрегатов подавляется диффузией и потребностью в энергии, необходимой для
сформировать новый слой. Для получения дополнительной информации см. оригинальный документ ^[1]

Это, возможно, самый простой способ сделать графен своими руками в домашних условиях в виде сколь угодно большого листа. Другие методы создают только графен
чешуйки, но эти чешуйки, возможно, можно было бы использовать вместо чешуек графита в этом методе в качестве стадии рафинирования.
Попробуйте и дайте нам знать, как это происходит!

Как сделать оксид графита в домашних условиях?

Отказ от ответственности

Чтобы сделать графен дома с помощью описанного выше метода DVD, вам понадобится немного оксида графита. Вы можете купить оксид графита
из различных источников, в том числе онлайн, или вы можете попробовать сделать оксид графена самостоятельно. В этом тексте мы объясним, как вы можете сделать
оксид графена в домашних условиях, самостоятельно. Процедура относительно проста, и большинство ингредиентов можно купить без рецепта.
Однако обратите внимание, что это НЕбезопасная процедура, и следование этому руководству может привести к взрывам, пожарам и серьезным травмам.
По понятным причинам, если вы решите сделать это самостоятельно, соблюдайте меры предосторожности при работе с кислотами и взрывчатыми веществами.
На самом деле, мы считаем, что если вы не являетесь лицензированным химиком, вам лучше купить оксид графена, чем
пытаюсь сделать дома. Мы предлагаем этот текст только в качестве образовательного ресурса. Приступая к чтению
следующий текст, вы подтверждаете, что понимаете риски работы с химическими веществами, перечисленными в тексте, и имеете полное
понимание всех химических реакций и опасностей, которые они представляют для вашего здоровья и безопасности. Во избежание дыма и опасности возгорания,
выполнить этот эксперимент на открытом воздухе и в контролируемой, хорошо проветриваемой среде. Несмотря на то, что позаботились
убедитесь, что в тексте нет ошибок, мы не несем ответственности за возможные ошибки, оставшиеся в тексте.

Если у вас есть доступ к лаборатории, и вы делаете это для проекта или эксперимента, напишите нам и сообщите, как все прошло.
Мы будем рады разместить здесь вашу историю успеха.

Введение

Оксид графита известен уже почти 150 лет. Впервые он был приготовлен в 1859 году. Процесс был улучшен.
с тех пор, и многие исследователи в этой области прокомментировали потенциальные опасности и риски, связанные с первоначальной процедурой, как
описал Б. Броди, впервые открывший процесс. Описанный здесь метод занимает около 2 часов при температуре ниже 45 градусов.
Цельсия, если у вас есть доступ к центрифуге. Если вы этого не сделаете, потребуется день или около того, чтобы лишняя вода испарилась из контейнера.

Процедура

Размешать 100 г порошкообразного графита с 50 г нитрата натрия в 2,3 л технической серной кислоты. Не забудьте смешать ингредиенты
в гораздо большем, чем необходимо, герметичном контейнере, помещенном в баню со льдом при температуре ноль градусов по Цельсию в качестве меры безопасности. Контейнер должен быть
не менее 15-20 литров.

ОСТОРОЖНОСТЬ! Добавьте в смесь 300 г перманганата калия, постоянно перемешивая ингредиенты. НЕ добавляйте все 300 г за один раз.
Вместо этого осторожно добавляйте перманганат калия грамм за граммом, чтобы смесь не нагревалась выше 20 градусов по Цельсию! ОСТОРОЖНОСТЬ!
Перманганат калия является сильным окислителем, который окрашивает кожу и другие органические материалы, такие как одежда, при контакте.
При смешивании с серной кислотой образует взрывоопасный оксид марганца, поэтому необходимо соблюдать все меры предосторожности! Убедитесь, что максимально
температура не превышена.

После добавления марганцовки в смесь снимите ледяную баню и доведите температуру до 35 градусов Цельсия.
Точно и осторожно выдерживайте эту температуру в течение 30 минут. На этом этапе смесь загустеет и количество выделившегося
газа уменьшится. Примерно через 20 минут ожидайте, что смесь станет коричневато-серой и пастообразной консистенции.

ОСТОРОЖНОСТЬ! По прошествии 30 минут медленно и осторожно добавить в смесь 4,8 литра воды при перемешивании. Добавление
вода вызовет экзотермическую реакцию, которая повысит температуру смеси почти до 100 градусов по Цельсию, и
при бурной реакции выделяется большое количество газа! Поддерживать температуру 98 градусов по Цельсию еще 15 минут.
ОСТОРОЖНОСТЬ! Теперь смесь будет коричневого цвета.

После поддержания температуры в течение 15 минут дополнительно разбавьте смесь теплой водой до 14 литров жидкости. Добавьте 3%
перекись водорода, чтобы уменьшить остатки перманганата. После добавления перекиси водорода смесь должна стать светлой.
желтый.

Отфильтруйте смесь, пока она еще теплая. Фильтр примет желто-коричневый цвет. Осадок на фильтре промыть три раза общим объемом 14 литров.
теплой воды. Полученный оксид графита диспергируют в 32 литрах воды. Для того, чтобы получить сухой оксид графита, вам понадобится мощный
центрифуга. Так как это, вероятно, недоступно, нагрейте воду, содержащую оксид графита, до 40 градусов по Цельсию и подождите, пока вода не испарится.
Лучше всего подойдет широкий контейнер, так как большая площадь будет способствовать испарению.

Оксид графита более высокого качества, полученный таким образом, будет иметь ярко-желтый цвет, в то время как оксид графита более низкого качества приобретет более темный цвет.
от зеленого до черного оттенка. Вы можете использовать этот оксид графита в водном растворе для проведения экспериментов с приводами Lightscribe дома.

Дальнейшее чтение

Для вашего удобства мы предоставляем оригинальную бумагу
где описан этот процесс. Мы использовали эту статью в качестве основы для нашего руководства о том, как сделать оксид графита в домашних условиях.
Если вы сомневаетесь, следуйте указаниям из этого документа, а не указаниям, указанным на нашем веб-сайте.
Есть также несколько видео на Youtube, которые показывают весь процесс, и они также могут быть ценным ресурсом.

Мы хотели бы поблагодарить нашу посетительницу Геру, которая связалась с нами, указав на опечатку в тексте.

Сделайте графен на кухне с помощью мыла и блендера

Джейкоб Арон

Чудесный материал, который вы можете сделать в блендере

(Изображение: Science Picture Co/Science Photo Library)

Сначала налейте немного графита измельчить в блендере. Добавьте воду и жидкость для мытья посуды и перемешайте на высокой скорости. Поздравляем, вы только что создали чудо-материал графен.

Этот удивительно простой рецепт теперь является самым простым способом массового производства чистого графена — листов углерода толщиной всего в один атом. Было предсказано, что этот материал произведет революцию в электронной промышленности благодаря своим необычным электрическим и термическим свойствам. Но до сих пор производство высококачественного графена в больших количествах было затруднительным — лучшие лабораторные методы позволяют производить менее половины грамма в час.

«Есть компании, производящие графен с гораздо большей скоростью, но качество не является исключительным», — говорит Джонатан Коулман из Дублинского Тринити-колледжа в Ирландии.

Реклама

Команда Коулмана была нанята Томасом Суоном, химической фирмой из Консетта, Великобритания, чтобы придумать что-то лучшее. Из предыдущей работы они знали, что графен можно отделить от графита — формы углерода, содержащейся в графите карандаша. Графит, по сути, состоит из листов графена, сложенных вместе, как колода карт, и правильное скольжение по нему может разделить слои.

Углеродный коктейль

Команда поместила графитовый порошок и жидкий растворитель в лабораторный миксер и включила его. Анализ с помощью электронного микроскопа подтвердил, что они производили графен со скоростью около 5 граммов в час. Чтобы выяснить, насколько хорошо процесс может масштабироваться, они опробовали различные типы двигателей и растворителей. Они обнаружили, что кухонный блендер и Fairy Liquid, британский бренд жидкости для мытья посуды, также справятся с этой задачей.

«Если вы используете блендер, зачем использовать модное дорогое поверхностно-активное вещество? Почему бы не использовать самое простое поверхностно-активное вещество, и я думаю, что это Fairy Liquid», — говорит Коулман.

Тем не менее, Коулман говорит, что вы можете не захотеть попробовать это дома. Точное количество требуемой жидкости для мытья посуды зависит от свойств графитового порошка, таких как распределение зерен по размерам и от того, загрязняют ли образец какие-либо материалы, кроме углерода. Их можно определить только с помощью современного лабораторного оборудования. Этот метод также не превращает весь графит в графен, поэтому два материала впоследствии необходимо разделить.

«Это забавный эксперимент, но на нем далеко не уедешь, — говорит Колман. «Вы можете сделать черную жидкость, полную графена, но каков следующий шаг?» Вместо этого расчеты команды показывают, что метод можно масштабировать до промышленного уровня — 10 000-литровый чан с правильным двигателем может производить 100 граммов в час. Томас Свон уже начал работу над пилотной системой.

Полезные дефекты

Коулман в восторге от научного потенциала дешевого широко распространенного графена. Например, предыдущий лабораторный эксперимент показал, что добавление капельки графена к полиэстеру повышает его прочность на 50%, поскольку графен является одним из самых прочных известных материалов. Новый метод производства позволит получить достаточно графена, чтобы масштабировать его для промышленных процессов, которые обычно требуют килограммов сырья.

Андреа Феррари из Кембриджского университета говорит, что возможность производить большое количество высококачественного графена полезна, но не обязательна для всех приложений. Графен с дефектами легче связывается с другими молекулами, что делает его пригодным для разработки аккумуляторов или композитных материалов.

Тем не менее, простота метода перекликается с оригинальным выделением графена Андреем Геймом и Константином Новоселовым из Манчестерского университета.