Физики научились получать графен из бытового мусора
Исследователи из Университета Райса сообщают на страницах Nature, что они могут превратить любой мусор, содержащий углерод (от пищевых отходов до старых покрышек) в графен. Напомним, что графен представляет собой листы атомов чистого углерода толщиной всего в один атом. Благодаря ряду удивительных свойств его часто называют «материалом будущего» и уже сегодня изделия и композиты на основе графена широко используются во всех сферах промышленности и науки.
Почему это открытие так важно? Современные методы позволяют получить ничтожное (по сравнению с потребностями человечества) количество этого материала с подходящей структурой. Как альтернатива — увеличение общего числа графена при заметном снижении его качества. Однако, благодаря новой методике ученые уже производят до килограмма графена отменного качества в день буквально из мусора, и это весьма внушительная цифра.
Благодаря тому, что тонкие листы атомов углерода расположены как проволочная сетка, графен прочнее стали, проводит электричество и тепло лучше, чем медь, а также может служить непроницаемым барьером, предотвращающим ржавление металлов. Но с момента его открытия в 2004 году высококачественный графен — либо отдельные листы, либо несколько сложенных вместе слоев — остается дорогим в производстве и очистке в промышленных масштабах. Это не так критично для создания миниатюрных устройств, таких как высокоскоростные транзисторы и эффективные светодиоды. Однако современные методы, которые получают графен путем осаждения из пара, слишком дороги для производственных программ с большим объемом. А подходы с более высокой пропускной способностью, такие как отслаивание одноатомных листов от кусков минерального графита, дают «пятна», состоящие из множества слоев графена, которые делают материал малопригодным для большинства операций.
Кстати, в 2018 году Моника Крачун, физик из Университета Эксетера, сообщила, что добавление графена в бетон более чем удвоило его прочность на сжатие. Эксперименты с турбостатической формой вещества лишь закрепила результат. Стоило добавить в бетон всего 0,05% по объему графена, полученного методом мгновенного испарения, как прочность на сжатие выросла на 25%. А графен, добавленный к полидиметилсилоксану (обычному пластику) увеличил его прочность на 250%! Так что не исключено, что супер-прочные здания будущего тоже будут изготовлены из материалов на основе графеновых включений.
Обсудить 0
