Представьте себе материал, который в 200 раз прочнее стали и обладает рекордной теплопроводностью. Такой и есть — это малослойный графен. Но до недавнего времени его массовое производство оставалось слишком дорогим и сложным. И вот — прорыв: российские учёные научились получать этот суперматериал из… древесных отходов и даже борщевика.
Что такое малослойный графен и зачем он нужен
Графен — это модификация углерода толщиной всего в один атом. За его открытие в 2010 году дали Нобелевскую премию. В своей более плотной форме — малослойной — он может использоваться в электронике, композитах, покрытиях и даже оборонной промышленности. Главное препятствие — высокая стоимость.
Теперь же появилась технология, которая может изменить правила игры.
В чём суть метода
Старший научный сотрудник лаборатории физики кластерных структур ФТИ имени А. Ф. Иоффе Алексей Возняковский на международной конференции в Архангельске рассказал:
"Мы научились получать малослойный графен много, дешево и с высоким качеством. Используем отходы деревообработки — лигнин, кору, стебли борщевика. Уже сейчас можем производить до 10 кг в месяц, а при необходимости — в разы больше".
Процесс основан на СВС-синтезе — самораспространяющемся высокотемпературном горении. Температура реакции достигает 2000°C и запускает превращение биополимеров в графен. Возняковский объясняет:
"Мы не сжимаем молекулы, как в создании алмаза, а даём им энергию, чтобы они сами выстроились в графеновую структуру".
Главное преимущество нового материала — отсутствие дефектов Стоуна-Уэйлса, которые ухудшают свойства графена. Результат — прочный, чистый материал, пригодный для высокотехнологичных решений.
"Есть дешёвый, но плохой графен — как некачественная сталь. Мы же делаем материал, который работает как надо: и много, и дёшево, и качественно", — подчёркивает Возняковский.
Кто стоит за разработкой
Это совместный труд сразу нескольких научных организаций: ФТИ им. Иоффе, САФУ, Института биологии и геологии Коми, НИИ синтетического каучука и Казанского инновационного университета. Командный подход позволил объединить компетенции и добиться ощутимых результатов.
Исследование поддержано грантами в рамках Десятилетия науки и технологий в России.
Оригинал этой статьи расположен по адресу: https://www.pravda.ru/news/science/2241448-graphene-production-from-wood-waste/