Вчені Колумбійського університету зуміли конденсувати стійкий графен. Новий метод відкриває шлях до масового виробництва ультратонкого та надчутливого покриття дисплеїв та сенсорів.
Графен – моноатомний шар атомів вуглецю із гексагональною структурою, для якого властиві велика механічна жорсткість, міцність і рекордно велика теплопровідність. Графен відкрили 2004 року Андрій Гейм та Костянтин Новосьолов із Манчестерського університету, за що у 2010-му отримали Нобелівську премію з фізики. Графен – один з найстабільніших матеріалів. Електропровідний, гнучкий і прозорий – дослідники застосовують його при розробці дисплеїв, сенсорів, високоміцних волокон та електричних схем. Сьогодні ним цікавляться не лише науковці, але й корпорації, які виготовляють комп'ютерні процесори (такі як IBM чи Samsung).
Перспективним є розроблення графенових транзисторів. Вчені розглядають графен як майбутню основу наноелектроніки та можливу заміну кремнію в інтегральних мікросхемах. Істотною особливістю графену є його нульова заборонена зона (область значень енергії, якою не може володіти електрон у кристалі). Як наслідок, струм у графені може протікати за будь-якої напруги.
Шлях до дешевого масового виробництва графену проклали американські фізики завдяки складному та витонченому хімічному синтезу. Як повідомляють у журналі "Science", науковцям вдалося отримати графен з атмосферного метану. Незважаючи на окремі структурні дефекти, стабільність такого графену є дуже наближеною до максимально можливої.
Раніше дослідники отримували графенові стрічки, відділяючи вуглець від графітового блоку за допомогою клейкої стрічки. Проте цей метод не надається для масового виробництва графену, оскільки він надто громіздкий. Тепер хімік Джеймс Гон та його колеги з Колумбійського університету в Нью-Йорку винайшли новий спосіб отримувати графен шляхом конденсації гарячої метано-водневої пари на листі міді. На отримані тонкі плівки графену вони м'яко тиснули синтетичним стержнем з полідиметилсилоксану (полімерних кремнійорганічних сполук, які зазвичай називають силіконами). Надлишок міді вчені видаляли розчином персульфату амонію.
Експерименти показали, що конденсований графен досягає міцності ретельно очищеної вручну стрічки. Навіть малі дефекти в структурі графену, так звані границі зерен, незначно зменшили його міцність. Якщо вдасться запровадити цей спосіб для виробництва великих за площею графенових стрічок, тоді гнучкий, прозорий і високоміцний графен буде доступний для використання у виготовленні дисплеїв, датчиків та сенсорів.
10.06.2013