Лаборатория технологии углеродных материалов и спектроскопии УГНТУ занимается поиском оптимальных технологических условий для масштабного производства инновационного материала высокого качества. Графен отличается выдающейся прочностью, гибкостью и электропроводимостью, превосходящей даже медь и сталь. Благодаря этим свойствам, он необходим для создания современной электроники, новых аккумуляторов, прочных и легких конструкций, а также медицинских разработок.
Как отметил Александр Шельдяев, заместитель председателя правительства – министр промышленности, энергетики и инноваций республики, графен особенно важен для промышленности региона, так как он способен улучшать свойства битума, усиливать сплавы и находит применение во многих сферах.
В отличие от обычной сажи, графеновая сажа обладает уникальной наноструктурой с размером частиц всего 7–25 нанометров. Благодаря столь малым размерам, графен легко и равномерно распределяется в различных материалах, будь то бетон, пластмассы или металлические сплавы, значительно улучшая их характеристики. Для заметного эффекта достаточно добавить всего сотые доли процента — и материал становится прочнее, устойчивее к износу и деформациям.
Использование графена позволяет значительно совершенствовать качество битума для дорожного строительства и композиты на основе пластика и резины. Турбостратный графен также применяют в производстве спортивного инвентаря, автомобильных и авиационных корпусов. Введение графена в состав шин позволяет уменьшить их износ в сотни раз, а также усиливает антикоррозионные свойства покрытий и увеличивает прочность различных сплавов.
Два года назад в УГНТУ началась разработка уникальной установки для синтеза графена, превосходящей зарубежные аналоги из США и Китая. Сердцем оборудования стал плазмотрон, создающий мощные импульсные электрические разряды и формирующий на краткое время плазму с температурой до 5500°C — почти как на поверхности Солнца. В этих условиях углеродное сырье распадается на атомы, которые затем формируют кристаллическую решетку графена. Качество продукта зависит от мощности разряда и времени нахождения материала в плазме. Сейчас специалисты лаборатории подбирают оптимальные режимы синтеза для получения графена наилучшего качества.
Как пояснил руководитель лаборатории, профессор, доктор химических наук, лауреат международных премий Михаил Доломатов, установка обладает рядом преимуществ перед зарубежными аналогами: простотой конструкции, низкой себестоимостью и высокими характеристиками конечного продукта. Кроме того, оборудование работает от обычной электросети 220 вольт.
За последний год коллектив лаборатории получил четыре патента на изобретения в этой области. Сейчас завершаются лабораторные испытания, после чего планируется переход к полупромышленному, а затем и промышленному выпуску турбостратного графена.
Фото: сайт Правительства РБ.