Двадцать лет назад два физика из Манчестерского университета, Андрей Гейм и Константин Новосёлов, опубликовали новаторскую работу о необычных электронных свойствах графена. Графен — кристаллическая форма углерода, эквивалентная одному слою графита толщиной всего в один атом. Эта работа была быстро скопирована и воспроизведена учёными по всему миру, благодаря чему были разработаны новые методы изготовления этого материала.
Графен был воспринят как революционный материал, обещающий сверхбыструю электронику, суперкомпьютеры и сверхпрочные материалы. Более фантастические заявления включали космические лифты, солнечные паруса, искусственные сетчатки и даже плащи-невидимки. Всего через шесть лет после своей первой работы Гейм и Новосёлов были удостоены Нобелевской премии по физике, что ещё больше подогрело энтузиазм вокруг этого материала.
Однако не все ожидания и предсказания сбылись. У любой популярной статьи о материале можно быстро найти скептиков: они жалуются, что десятилетиями видят пустые обещания о реальном влиянии графена. Где же революционные продукты, которые обогащают жизнь или спасают мир от изменения климата, — спрашивают они.
С точки зрения общественного восприятия, справедливо будет сказать, что графен был поставлен на невозможный стандарт. Учёные не застрахованы от переоценки или спекуляций о своих проектах. Однако такие прорывные технологии, как автомобили, телевидение или пластик, потребовали десятилетий развития. Графен всё ещё «новичок» в мире крупных открытий.
Тихо произошла устойчивая интеграция графена в многочисленные практические приложения.
Во многом это произошло благодаря Graphene Flagship, крупной европейской исследовательской инициативе, координируемой Технологическим университетом Чалмерса в Швеции. Она направлена на то, чтобы перенести графен и связанные с ним материалы из академических исследований в реальные коммерческие приложения, и в результате за последнее десятилетие было разработано более 90 продуктов.К ним относятся смешанные пластики для высокопроизводительного спортивного инвентаря, более долговечные гоночные шины для велосипедов, мотоциклетные шлемы, которые лучше распределяют ударную силу, теплопроводящие покрытия для деталей мотоциклов и смазочные материалы для снижения трения и износа между механическими деталями. Графен находит применение в аккумуляторах и суперконденсаторах, обеспечивая более быструю зарядку и более длительный срок службы. Проводящие графеновые чернила используются для производства датчиков, беспроводных меток слежения, нагревательных элементов и электромагнитного экранирования для защиты чувствительной электроники.
Графен даже используется в наушниках для улучшения качества звука и как более эффективное средство передачи тепла в кондиционерах. Изделия из оксида графена используются для опреснения, очистки сточных вод и очистки питьевой воды.
Между тем, ряд графеновых материалов можно купить в готовом виде для использования в бесчисленном количестве других продуктов, и такие крупные корпорации, как SpaceX, Tesla, Panasonic, Samsung, Sony и Apple, по слухам или известно, используют их для разработки новых продуктов.
Влияние графена на материаловедение неоспоримо. Влияние на потребительские товары ощутимо, но не так заметно. Как только материал внедрён в работающий продукт, нет необходимости постоянно упоминать его, а проблемы с правом собственности могут заставить компании неохотно вдаваться в подробности. Поэтому потребители могут пребывать в неведении, что их автомобиль, мобильный телефон или клюшка для гольфа содержат графен, и, скорее всего, им все равно, пока устройство или предмет работает.
По мере совершенствования методов производства и снижения затрат можно ожидать, что графен будет всё более широко использоваться. Экономия за счёт масштаба сделает его более доступным, а спектр применения, скорее всего, продолжит расширяться.
«Я всё ещё радуюсь, когда пробую его для чего-то нового в лаборатории. Хотя я, возможно, виновен в том, что способствовал первоначальному ажиотажу, я остаюсь оптимистом относительно потенциала графена. Я всё ещё жду своего полёта на космическом лифте, но в то же время я буду утешаться тем фактом, что графен уже помогает формировать лучшее будущее — тихо и неуклонно», — говорит один из исследователей.
Свежие комментарии