А вы знаете графен? Новый Революционный материал

Справка по материалам Википедии - Графе́н (англ. graphene) — двумерная аллотропная модификация углерода, образованная слоем атомов углерода толщиной в один атом, находящихся в sp²-гибридизации и соединённых посредством σ- и π-связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку. Его можно представить как одну плоскость графита, отделённую от объёмного кристалла. По оценкам, графен обладает большой механической жёсткостью и рекордно большой теплопроводностью (~1 ТПа и ~5·103 Вт·м−1·К−1 соответственно). Высокая подвижность носителей заряда (максимальная подвижность электронов среди всех известных материалов) делает его перспективным материалом для использования в самых различных приложениях, в частности, как будущую основу наноэлектроники и возможную замену кремния в интегральных микросхемах.

Основной из существующих в настоящее время способов получения графена в условиях научных лабораторий основан на механическом отщеплении или отшелушивании слоёв графита от высокоориентированного пиролитического графита (HOPG). Он позволяет получать наиболее качественные образцы с высокой подвижностью носителей. Этот метод не предполагает использования масштабного производства, поскольку это ручная процедура. Другой известный способ — метод термического разложения подложки карбида кремния — гораздо ближе к промышленному производству. Поскольку графен впервые был получен только в 2004 году, он ещё недостаточно хорошо изучен и привлекает к себе повышенный интерес.

Из-за особенностей энергетического спектра носителей графен проявляет специфические, в отличие от других двумерных систем, электрофизические свойства
1. Ученые из Батского и Эксетерского университетов в Великобритании придумали способ, который позволяет повысить в 100 раз скорость работы оптических переключателей, использующихся в телекоммуникационном оборудовании. Соответствующая научная статья была опубликована в журнале Physical Review Letters.

«Ежедневно огромные объемы информации проходят через оптические волокна, фотодетекторы и лазеры. Сигналы, отправляемые в инфракрасном диапазоне волн, проходят через оптические переключатели, которые конвертируют их в последовательность импульсов света», - говорится в работе ученых.

Суть изобретения заключается в использовании графена в конструкции оптического переключателя вместо обычного полупроводника. Графен представляет собой решетку из атомов углерода толщиной в один слой.

«Благодаря высокой прочности, гибкости и проводимости, легкости и невысокой цене графен является одним из самых многообещающих материалов. И теперь мы видим, что он позволяет достичь новых рубежей на телекоммуникационном рынке», - комментируют ученые.

«Чем больше мы узнаем о графене, тем больше новых замечательных свойств в нем открываем, - отмечает Саймон Бендинг (Simon Bending), один из руководителей центра исследования графена при Батском университете. - В процессе нашего исследования мы увидели, что данный материал обладает уникальными оптическими свойствами, которые открывают новые возможности».

Отметим, что ранее графен уже предлагалось использовать в телекоммуникационном оборудовании. В марте этого года Ученые из Технологического института Джорджии, США, разработали антенну из графена, которая позволила передавать данные со скоростью 1 Тбит/с.

В качестве другого примера можно привести совместную работу ученых Константина Новоселова и Андре Гейма (Andre Geim), которые два года назад разработали способ повышения в 20 раз скорости передачи данных по оптоволоконным сетям. В основе их работы также лежал новый углеродный материал.

2. Китайскими учеными разработан самый легкий материал в мире. Его вес настолько мал, что легко удерживается на цветочных лепестках.
Материал состоит из оксида графена и лиофилизированного углерода. Весит, разработанная губчатая материя графена аэрогеля каких-то 0,16 мг/см3, что делает вещество самым легким из твердых материалов в мире.Как известно, графен уже принес Нобелевскую премию Андрею Гейму и Константину Новоселову.
На базе уникального материала будет совершено еще немало научных открытий.Без примесей графен представляет из себя двумерный кристалл и является тончайшим рукотворным материалом на земле.Необходимо 3 миллиона листов графена сложить друг с другом, чтобы высота стопки достигла 1 миллиметра.Несмотря на свою легкость, графен чрезвычайно прочен.
Один лист толщиной с пакет из полиэтилена способен выдержать вес слона. На этом преимущества графена не заканчиваются. Помимо прочности и легкости, материал довольно гибкий. Его можно растянуть без какого-либо ущерба на 20 процентов. Одно из последних свойств
графена, выявленных учеными - способность фильтровать воду, задерживая различные жидкости и газы.
3.Международная группа ученых, возглавляемая Техническим университетом Чалмерса (Швеция), впервые экспериментально продемонстрировала, что графен может быть эффективно использован для рассеивания тепла, выделяющегося в кремниевых электронных приборах.

Для надежности электронной системы очень важно обеспечить эффективный теплоотвод от ее компонентов. Существует эмпирическое правило: повышение температуры компонентов системы на 10⁰C сокращает вдвое срок ее службы.

Авторы исследования предложили использовать графен для охлаждения небольших участков электронных приборов, в которых происходит максимальное тепловыделение. Такие крошечные «горячие точки» микро- и наномиллиметровых размеров есть в любой микросхеме. Слой графена, нанесенный на «горячие точки», как оказалось, способен снизить их температуру.

Нормальная рабочая температура самых горячих участков приборов, с которыми проводились эксперименты, составляла от 55⁰С до 115⁰С. После нанесения на них графена наблюдалось понижение температуры на величину до 13⁰C.

РЕДАКТИРОВАНИЕ названия,содержания, подписей к картинкам