Графен считается самым тонким в мире материалом. Его часто называют материалом будущего. Несмотря на его открытие в 2004 году, графен еще не до конца изучен, как и возможности и перспективы его применения. И все же благодаря неутомимым усилиям ученых графен уже меняет нашу жизнь к лучшему. Его добавляют в бетон, краски, текстиль, он охлаждает процессоры в смартфонах, на его основе производят дроны и т.д.
Не каждый знает, что родиной этого революционного материала является город Манчестер. Именно здесь – в Манчестерском университете двое ученых-физиков в 2004 году открыли для всего мира графен. Позже ученые получили за это Нобелевскую премию, пишет manchestername.com.
Манчестер – родина графена
Над открытием графена – двумерной аллотропной модификации углерода работали двое ученых – Андрей (Андре) Гейм и Константин Новоселов. Оба ученых родились в бывшем Советском Союзе, однако жизненные дороги привели их в лучшие научные учреждения Европы, в частности, в Манчестерский университет.
Ученый Андрей Гейм родился в 1958 году в российском городе Сочи в семье инженеров германского происхождения. Как рассказывал исследователь, большинство членов его семьи – этнические немцы, а одна из его прабабушек была еврейкой.
После школы Гейм учился в Московском физико-техническом институте. В 1990 году исследователь покинул Советский Союз и перебрался в Великобританию, где стал стипендиатом Лондонского королевского общества по развитию знаний о природе.
Затем работал в ведущих европейских университетах, а именно в Ноттингемском, Копенгагенском, а с 2001 года в Манчестерском. В 2010 году ученый-физик возглавил Манчестерский центр по «мезонауке и нанотехнологиям». Все эти годы ученый проживал в Великобритании.
Ученый, который работал вместе с Геймом над графеном, Константин Новоселов тоже родился в бывшем СССР. В 1991 году он начал обучаться в Московском физико-техническом институте.
Учился на факультете физической и квантовой электроники по специализации «наноэлектроника». Завершил обучение в институте на отлично после чего два года проработал в Институте проблем технологии микроэлектроники в городе Черноголовка.
В 1999 году ученый переезжает в Нидерланды. Здесь он знакомится с Андре Геймом и под его руководством начинает работать в Университете Неймегена.
В 2001 году Гейм и Новоселов вместе переезжают в Манчестер и устраиваются работать в Манчестерский университет. Через три года Новоселов успешно защищает диссертацию и получает степень доктора философии.
Как уже упоминалось выше, ученые прославились благодаря тому, что, работая в тандеме, открыли графен. Может показаться странным, но история этого материала началась со скотча. Эту клейкую ленту физики использовали в 2004 году, чтобы отделить от куска графита тончайшие – толщиной в атом слои нового материала. Изобретённый аллотропный углерод и стал тем инновационным графеном, который наделал много шума среди научных кругов.
Ничего подобного ученые раньше не видели: графен оказался гибким и в то же время очень крепким, а еще отличным проводником электричества и тепла.
За открытие этого материала в 2010 году Гейм и Новоселов получили Нобелевскую премию по физике.
Работы над открытием графена, следует отметить, проходили в стенах Манчестерского университета. Именно поэтому Манчестер называют городом или родиной графена.
Манчестерский университет стал центром прикладных и фундаментальных графеновых исследований. На базе университета в свое время был создан Национальный графеновый институт.
Свойства материала
Какие же такие свойства имеет графен, что мир влюбился в него, как только он был изобретен? По мнению Константина Новоселова, графен обладает такими свойствами, которых не имеет ни один другой материал или вещество. Его можно и растягивать, и сгибать, и сворачивать. Он очень крепкий и характеризуется высоким уровнем проводимости тепла и электричества. В то же время графен очень гибок, а также имеет полную оптическую прозрачность.
По сравнению со многими другими материалами, графен более экологический. А при его плавлении можно получить углеродное волокно, титановые сплавы и монокристаллические материалы.
Материал будущего
Сразу после открытия нано-субстанция пообещала настоящую революцию в электронике и химических технологиях. Один за другим начали появляться проекты, которые обещали совершить с помощью графена переворот в самых разных сферах. Например, со временем появились смартфоны, работающие на охлаждаемых графеном процессорах.
Компания Smart Materials разработала графеновые панели для обшивки дома в Дубае. В свою очередь другая компания GrapheneCA разработала графеновую добавку к бетону, которую использовали при строительстве экспоцентра в Мексике.
В июле 2018 года британские ученые представили дрон для производства которого использовали графен. Благодаря новейшему материалу для беспилотника совсем не была страшна гроза, поскольку разряды молнии просто распылялись по фюзеляжу.
Революционный графен ученые стали применять не только в архитектуре, автомобилестроении, электронике и промышленности, но и в медицине. В частности, ученые надеются, что этот материал поможет в ранней диагностике раковых заболеваний.
Единственное препятствие на пути массового распространения графена, существовавшее в начале XXI века, это сложность его производства. Ученые постоянно придумывали способы, которые помогли бы удешевить и упростить выработку материала.
И кто знает, возможно, когда-нибудь такие наработки появятся, в том числе, и в стенах Манчестерского университета.