Новий метод отримання графену
Нанотехнологі з Університету Райса і Китайського університету Тяньцзіня придумали спосіб зробити сантиметрові листи атомарного тонкого графену, який досить солодкий. Метод простий, може бути виконаний при кімнатній температурі і вимагає тільки цукру і нікелю в процесі під назвою «3D лазерний друк». Завдяки методу друку вчені змогли контролювати форми до рівня пір і зробити їх на 99 відсотків з повітря - зберігаючи легкість графену.
Це знакова віха для «чудодійного матеріалу», що складається з одного атомного шару гексагонально пов'язаного вуглецю, який має потенціал зсуву парадигми через його високу міцність (в 200 разів міцніший за сталь) і провідності.
«3D-лазерний друк» відрізняється від наявного в продажу тривимірного друку. Замість того, щоб ліпити з використанням розплавленого пластику, пресованого через кінець тонкої голки, цей процес розплавляє або «згладжує» порошки лазером. Потім до охолодженого і суцільного шару наносять новий порошок, який в кінцевому підсумку шар за шаром утворює об'єкт.
Зображення: Tour Group / Rice University
Після того, як вони зрозуміли, що при використанні цієї форми друку з нікелю і цукру отримують графен, коли суміш охолоджується, команда оптимізувала час і потужність лазера, необхідні для виробництва матеріалу. Нещодавно дослідники опублікували свої результати в журналі ACS Nano.
Співавтор дослідження Джанвей Ша (Junwei Sha), постдокторантський дослідник Університету Тяньцзіня, сказав в інтерв'ю для прес-релізу Rice, що цей процес можна настроювати: «Ми також зможемо використовувати цей процес для виробництва конкретних типів графенових пін, таких як тривимірний друкований арматурний графен (графен, армований вуглецевими нанотрубками), а також азото- і сірчасто-легірована графенова піна шляхом зміни порошків-попередників».
Потенціал графену
Графен був одним з найбільш обговорюваних матеріалів десятиліття, з можливими застосуваннями в різних областях, починаючи від збільшення швидкості завантаження, до використання в квантових комп'ютерах, для очищення морської води, до біонічних імплантатів.
Однак його прогрес був утруднений нашої нездатністю до масового виробництва - проблемою, яку цей процес може нарешті вирішити. Хімік з Університету Райса Джеймс Тур заявив в прес-релізі: «Ми продемонстрували, як зробити тривимірні графенові піни з неграфенових вихідних матеріалів, і цей метод піддається масштабуванню до графенових пін для промислоаого застосування».
Були запропоновані й інші перспективні методи масового виробництва графену, в тому числі використання детонуючих вуглецевих матеріалів Університетом штату Канзаса, і ідея лабораторії Брукхейвенської національної лабораторії «комбінувати» його на склі промислового класу.
В даний час, однак, у нас є чудо-матеріал, який може допомогти світу просунутися в нову наукову еру, але все ще не існує виробничого процесу. Будемо сподіватися, що один з методів успішно змасштабується, щоб ми могли відкрити двері і вступити в захоплююче майбутнє.
Список літератури: Фізика, Публікації АСУ, Університет Раїса
