Ученые Пермского политеха научились печатать графеновые детали на 3D-принтере, собранном из электродов и камеры с жидкими углеводородами.
Графен — легкий, тонкий и прочный материал, обладающий отличной тепло- и электропроводностью. Это перспективный материал для разных отраслей промышленности, в том числе в электронике в качестве замены кремнию.
Для эксперимента взяли две детали из графита — модификации углерода, из которой делают стержни карандашей. Одну из них — пластину — расположили внизу камеры. Вторую — стержень — поместили над пластиной. Камеру заполнили маслом Т-1500 — таким для электроизоляции обычно заливают трансформаторы, масляные выключатели и другую высоковольтную аппаратуру. По словам ученых, подойдут и другие жидкие углеводороды.
Когда на графитовые детали подали электрический ток, между ними возникла электрическая дуга. Она нагрела масло до высоких температур (300 градусов и выше), и оно стало разлагаться. Часть жидкости преобразовалась в пар, а часть — в частицы графена, который стал оседать. Первый слой графена «приварился» к поверхности графитовых деталей. Между собой слои графена соединились за счет маленького расстояния и электронов, которые могут «путешествовать» из одного слоя в другой.
Метод 3D-печати графеновых деталей, объясняют ученые, имеет несколько преимуществ: он не требует дорогостоящих расходников, а сама деталь получается прочнее и долговечнее, чем при альтернативных способах производства.
Оригинал статьи и другие материалы об энергетике читайте на сайте журнала «Энергия+».