Почему графен до сих пор не изменил мир
Графен - одна из самых многообещающих технологий современности. Этот материал, без преувеличения, способен кардинально изменить облик мира. Только представьте себе невероятно легкую пластину толщиной в атом, которая в 200 раз прочнее стали. Этим удивительные свойства графена не ограничиваются. Он также может быть гибким, прозрачным, а его электропроводность превышает электропроводность меди.
Из-за всех этих потрясающих качеств ученые обещали нам настоящую технологическую революцию. Как минимум, графен должен был привести к скорому появлению легких, гибких, но при этом совершенно неубиваемых смартфонов. Как максимум - совершить прорыв в энергетике и раз и навсегда решить проблему нехватки пресной воды на Земле.
Вот только все это было обещано нам еще восемь лет назад, а технологическая революция не торопится. Так почему же графен еще не изменил мир?
Ритм рынка
Фрэнк Коппенс, представитель Института фотонных наук (ICFO) в Барселоне, считает, что мы слишком торопимся с ожиданиями. По его словам, изучение графена и продвигается очень быстро.
“Если вы посмотрите на свой смартфон, то увидите, что многие технологии, представленные в нем, были созданы 30-40 лет назад. Внутри этого устройства сокрыто около двадцати пяти Нобелевских премий по физике. многие изобретения были сделаны еще в 1960, но лишь в 21 веке нашли свой путь на рынок” - говорит Коппенс.
Графен же был изобретен немногим более десяти лет назад. И на рынке уже встречаются товары, содержащие этот удивительный материал. Таким образом, Коппенс уверен, что графен не опаздывает, а даже опережает свое время.
Что собой представляет графен?
Все знают, что такое графит. Именно из этого углеродного минерала сделаны грифельные стержни в простых карандашах. Теперь представьте углеродную пленку толщиной в один атом. Это и есть графен. Ученые теоретизировали и предполагали возможность создания такой углеродной структуры в течение десятилетий. но на практике графен удалось синтезировать только в 2004 году.
Это было фундаментальное научное открытие. Двое ученых Манчестерского университета, Андрей Гейм и Константин Новоселов, использовали подложку из окисленного кремния для снятия тонких слоев с цельного куска графита. Так впервые был получен двумерным кристаллом углерода - графен.
Шесть лет спустя ученые были награждены Нобелевской премией по физике, а мир захлестнула графеновая истерия. Сейчас исследования этого материала проводятся в сотнях различных лабораторий, а количество патентов, описывающих устройства с применением графена, перевалило за 50 тыс.
Где купить графен?
Сегодня на рынке уже представлены некоторые товары, содержащие в себе графеновые элементы. К примеру, наушники Xiaomi Mi Pro HD используют графеновые мембраны. Разработчики утверждают, что такие мембраны идеально передают мелкие детали звучания.
Компания HEAD выпускает теннисные ракетки Youtek Graphene Speed Pr, корпус которых выполнен из графена. Благодаря этому ракетки являются очень прочными и легкими.
Итальянская компания Momodesign выпустила мотоциклетный шлем из графена. А английская компания Briggs Automotive Company выпустила спорткар BAC Mono с графеновым корпусом.
Все это здорово, но по-настоящему полезным графен может стать в электронных компонентах.
Графен в электронике
Компания Samsung уже сейчас заявляет о намерении использовать графен в аккумуляторах. Такие аккумуляторы получат дополнительную емкость при том же размере и будут дольше жить.
В данный момент для производства прозрачных сенсорных дисплеев используется индиевая оловянная окись (ITO). Но у этого материала есть недостаток - он очень хрупок. Графен этого недостатка лишен.
По мнению Коппенса, на рынок уже сейчас могли бы выйти первые гибкие гаджеты, использующие графеновые дисплеи. На данный момент препятствием является не технология производства графена, а банальная инерционность рынка. Разработчики просто не торопятся экспериментировать, пока у них есть возможность не рисковать.
Впрочем, такое положение дел продлится недолго. Известно, что Еврокомиссия выделила 1 млрд. евро на проект Graphene Flagship. Проект рассчитан на 10 лет и объединяет десятки научных учреждений и промышленных групп. Одно из направлений программы - это непосредственно производство графена. Цель проекта - сделать графен по-настоящему массовым и доступным продуктом.
В общем, если вы задаетесь вопросом, почему графен до сих пор не изменил мир, просто подождите еще немного. Обещанная нам графеновая технологическая революция все таки состоится. Но, скорее всего, где-то в середине 20-х годов.
