Картинки апокалипсиса из голливудских
фильмов вскоре могут стать реальностью
на планете поднимается температура
из, атмосферы исчезает кислород, пахотные
земли превращаются в бесплодные, растут
голод и нищета.
Мы находимся в светлом мире но движемся
во тьму.
Так определил наш путь знаменитый
аргентинский поэт и философ
Хакоб Аферман сейчас его слова сбываются
чтобы избежать катастрофы мировые лидеры
на саммите ООН определили 17
приоритетных целей для создания
устойчивого развития общества SDG
согласно их плану до 2030 года нужно
ликвидировать голод и свести к минимуму
изменения климата, все жители планеты
должны получить работу,
Доступное здравоохранение, чистую воду и
источники энергии. SDG также обещает
всячески содействовать внедрению
инноваций но в течение столетий эти
проблемы сплелись в столь плотный клубок
что его трудно распутать всего за 12 лет
впрочем недавно ученым похоже удалось
потянуть за нужную ниточку она
называется
графин. Это инновационный материал
который в 2004 году создали физики
Андрей Гейм и Константин Новоселов
из манчестерского университета шесть лет
спустя за свое открытие
ученые получили нобелевскую премию.
Графен представляет собой слой углерода
толщиной всего в один атом это делает
его самым тонким материалом в мире если
положить друг на друга 4 миллиона
подобных слоев то получится сэндвич
толщиной лишь в один миллиметр по
структуре материал похож на соты сразу
после появления на свет он стал в
сладкой темой. Свойства новой модификации
углерода оказались поистине уникальными
прежде всего она невероятно эластична
её как бумажную салфетку можно сгибать
сворачивать растягивать но после всех
манипуляций салфетка наверняка порвется
а с графином ничего не случится, эксперты
считают его самым прочным материалом в
мире опередившим знаменитую сталь
квадратный метр полотна весом в ноль
целых семьдесят семь десятитысячных
грамм может выдерживать нагрузку в
четыре килограма к тому же графин обладает
превосходными механическими, термическими
и электронными свойствами так
подвижность электронов у него в 100 раз
больше чем у кремния лежащего в основе
практически всей электроники на планете
экспериментаторы уже предложили
множество вариантов применения чудо
материала. Некоторые разработки помогут
реализовать 5 целей заявленных в SDG
возьмем важную проблему обеспечения
человечество чистой водой сейчас по
подсчетам ООН ее не хватает 4 из
каждых 10
и жителей земли и по прогнозам в
дальнейшем ситуация будет ухудшаться но
только в том случае если в дело не
вмешается графин исследователь Джира
Абрахам из манчестерского университета
разработал из него сито для фильтрации
морской воды позволяющие проводить
очистку на ионом уровне
а ученые из университетов в монаш и
кентукки создали фильтры которые очистят
воду от любых примесей размером с
нанометр эксперты утверждают что эти
устройства можно применять для
фильтрации химических веществ вирусов и
бактерий. Графеновая чистка способна даже
остановить климатические изменения что
тоже входит в цель SDG
основным виновником приближающейся
катастрофы считается избыток углекислого
газа в атмосфере его количество сегодня
достигла угрожающего размер 400
частей СО2 на миллион частей воздуха
графеновые мембраны
легко проведут уборку в атмосфере
избавив ее от губительных выбросов такие
устройства разработали специалисты из
университета южной каролины в США их а
ньянг в южной корее их мембраны отлично
впитывают газы образующиеся в результате
промышленных коммерческих и жилых
выбросов. По мнению экспертов с помощью
графена можно совершить настоящий
переворот и в медицине это позволит
осуществить план SDG по
распространению доступного
здравоохранения невероятная прочность
нового соединения углерода делает его
идеальным для замены частей тела
особенно костей
а благодаря большой проводимости он
может заменить
органы которым необходим электрический
ток например нервы
исследователей мичиганского
технологического университета сейчас
работают над печатью нервов из графена
на 3d принтерах инновационный материал
также участвует в разработке
биомедицинских датчиков способных
находить вирусы бактерий
другие патогены в организме людей за
счет
атомарной структуры датчики из оксида
графена обнаружат токсины в 10 раз
мельче чем сейчас. Такие приборы можно
будет легко разместить на коже или под
ней ученые из манчестерского
университета уверены что оксид графена в
силах даже вычислить и нейтрализовать
раковые стволовые клетки в результате
злокачественные опухоли сначала
перестанут расти а затем начнут
уменьшаться.
Графин просто незаменим при развитии
индустриализации и внедрение инноваций
которым стремится SDG.
Так его примете делают прочнее и легче
практически любой композит их можно
добавлять к строительным материалам
бетону, алюминию они существенно улучшат
и свойства резины позволяя например
делать из нее особо стойкие коррозии
трубы. В компьютерной индустрии гаджеты
будущего изготовленные на его основе
получится особо устойчивыми к
повреждениям а мощность процессоров
увеличиться в несколько раз с помощью
графена ученые надеются получить
и недорогое и надежное топлива тогда мы
больше не будем экономить каждый литр
бензина при путешествиях на авто сможем
легко сохранять зимой тепло в доме
запросто летать в разные концы света на
самолетах и осваивать космос не случайно
получение такой энергии стал одной из
самых приоритетных целей развития
общества по версии ООН исследователи из
массачусетского технологического
института уже изготовили недорогие
солнечные панели на основе графеновых
композитов эти устройства могут
превратить в источник электроэнергии
практически любую поверхность
подобные композиты пригодятся и при
создании огромных но необычайно легких
ветровых турбин кроме того новинку
использует для улучшения литий-ионных
батарей которыми напичкана почти вся
бытовая электроника.
А последние исследования вообще подарили
надежду что эта простая модификация
углерода может исполнить нашу заветную
мечту о бесконечном источнике энергии
пока чудесные соты уже подарили женщинам
безвредную краску для волос практически
невесомые пуленепробиваемые жилеты из
материала делают особо прочный поролон
который признан самым лучшим утеплителем
в мире а водители вскоре получат
аккумуляторы для электромобилей
позволяющие без подзарядки проехать
тысячи километров
экспериментаторы продолжают наперегонки
отыскивать новые полезные свойства
графена однако создатели чудо материала
не в восторге от результатов они считают
што к их детищу нужен особый подход
сейчас все пытаются просто заменить
старые материалы на новый получается
чуть чуть лучше но и только гораздо
полезнее создавать инновационные приборы
используя всю комбинацию уникальных
свойств графена
например этот прозрачный проводящий свет
гибкий и прочный материал отлично
подойдет для контактных линз
которые меняют focus но почему тогда в
повседневной жизни мы почти не
сталкиваемся с этим вездесущим
материалом внедрение графена сдерживает
сложность и высокая стоимость его
производство правда ученые без устали
ищут возможность упрощения и удешевления
процесса по некоторым данным на такие
разработки в мире выделено свыше 10
миллиардов долларов. Недавно группа
ученых из канзаского университета
предложила новый способ массового
производства этой модификации углерода
он максимально прост и доступен
камеру нужно заполнить ацетиленом либо
этиленом и кислородом а затем взорвать
эту смесь ацетилен и
этилен состоят из углерода и водорода
при взрыве водород поглощается а атомы
углерода связываются между собой образуя
нужный материал
сможет ли этот метод сделать графен новую
революцию покажет будущее но если что-то
не срастется то уже на подходе немало
других перспективных разработок
между тем сложность производства не
единственная кочка на пути внедрения
графена ученые могут споткнуться а факт
что этот материал не такой уж белый и
пушистый как принято считать
так до недавнего времени никто не
занимался изучением экологических
последствий и в
применения первое серьезное и
продолжительное исследование провели
ученые из калифорнийского университета
они пришли к выводу что графен может
быть опасен при попадании в грунтовые
воды его структура начинает разрушаться
правда микрочастицы довольно быстро
теряют стабильность поэтому особого
вреда здесь не будет однако
поверхностные воды где больше органики и
ниже жесткость могут пострадать
намного сильнее молекулярная структура
графена такого что острые выступы его
наночастиц способны разрывать мембраны
клеток живых организмов чтобы избежать
негативных последствий ученые призывают
более тщательно изучать свойства нового
материала прежде чем внедрять его в
массовое производство.
А эксперты из великобритании недавно
заявили что с точки зрения электрохимии
чудо материал не так уж чудесен вопреки
распространенному мнению
исследователи считают графеновые
электроды далеко не идеальными для
изготовления сенсорных систем в то же
время высокая прочность возможность
предельно точно рассчитать нужное
количество слоев и другие факторы
оставляют ему славу самого
перспективного материала на планете, есть
надежда что простые листки углерода
толщиной в атом смогут изменить нашу
жизнь сильнее чем когда-то
железо или пластик. И графеновый мир
будущего окажется удобным и комфортным
именно таким как мы всегда мечтали.