Лаборатория технологии углеродных материалов и спектроскопии УГНТУ Межвузовского кампуса в Уфе приступает к разработке полупромышленного метода синтеза графена. В настоящее время ведётся поиск оптимальных технологических параметров для увеличения выхода высококачественного продукта. Об этом сообщает пресс-служба Правительства РБ. Графен отличается исключительной прочностью, гибкостью и электропроводимостью, превосходя медь и сталь. Этот материал находит применение в создании сверхбыстрой электроники, облегчённых и прочных конструкционных элементов, новых типов аккумуляторов и медицинских устройств.
– Графен - исключительно ценный материал, производство которого из недорогого нефтехимического сырья имеет важное значение для промышленности нашей республики, учитывая нынешнее положение в мире. Графен улучшает свойства битума, используется для повышения прочности сплавов и во многих других областях. Уверен, что работа в этом направлении принесёт значимые результаты, – отметил заместитель Премьер-министра Правительства Республики Башкортостан – министр промышленности, энергетики и инноваций Александр Шельдяев.
Графен, получаемый из печной сажи, является материалом с уникальными характеристиками. Его наноструктура состоит из частиц размером от 7 до 25 нанометров, что составляет миллиардную долю метра. Благодаря этим микроскопическим размерам, графен легко интегрируется в различные материалы, значительно улучшая их свойства. Даже небольшое количество графена (от 0,01 до 0,001%) повышает плотность, износостойкость, устойчивость к механическим нагрузкам и деформациям.
Этот материал находит широкое применение в различных областях. В дорожном строительстве графен улучшает характеристики битума, а в производстве резиновых и пластиковых композитов он усиливает их механические свойства. Турбостратный графен используется в спортивных товарах, таких как мячи, клюшки и покрытия, а также в автомобильной и авиационной промышленности для изготовления корпусов и фюзеляжей. Шины с добавлением графена служат в 100 раз дольше. Кроме того, графен повышает антикоррозионные свойства покрытий и увеличивает прочность металлических сплавов.
В УГНТУ два года назад началась разработка уникальной установки для синтеза графена из углеродного сырья. Эта установка представляет собой плазмотрон, где с помощью мощных импульсных разрядов создается электрическое поле, достигающее температуры до 5500°C. В таких условиях печная сажа разлагается на атомы углерода, которые затем самоорганизуются в кристаллы графена. Время выдержки образца в плазме и мощность разряда определяют структуру и качество полученного графена. Лаборатория занимается подбором оптимальных параметров для производства высококачественного материала.
– Наша установка синтеза графена имеет несколько основных преимуществ по сравнению с зарубежными аналогами – простота производства, дешевизна (сажа стоит очень немного) и высокое качество графена. Подобная установка в США работает от силовой электроники из каскада трансформаторов, а у нас от сети в 220 вольт, а графен получается более высокого качества, чем у ряда зарубежных лабораторий, – говорит Лауреат Премии симпозиума Nanotechnology of Europe (Berlin, 2009 г.), премии и Золотой медали Фонда А.М. Бутлерова, доктор химических наук, кандидат технических наук, профессор, академик РАЕН, начальник лаборатории технологии углеродных материалов и спектроскопии Центра углеродных технологий УГНТУ Михаил Доломатов.
За последний год получены четыре патента на изобретение. Завершаются эксперименты на лабораторной установке, синтез турбостратного графена готовится к выходу на полупромышленный, а затем и промышленный уровень производства.