Двадцать лет назад ученые объявили, что создали новый чудо-материал, который изменит нашу жизнь. Они назвали его графен.

Состоящий из одного слоя атомов углерода, расположенных в гексагональном порядке, он является одним из самых прочных материалов, когда-либо созданных, и, по правде говоря, является лучшим проводником электричества и тепла, чем медь.

Перспективы технологической революции казались безграничными, и было предсказано появление нового поколения сверхбыстрых процессоров и компьютеров. В отчетах говорилось, что это позволит батареям заряжаться в пять раз быстрее и сделает бетон на 35% прочнее.

Он даже предлагался как средство борьбы с выбоинами; утверждалось, что достаточно смешать его с традиционным материалом для покрытия, и проклятие современного вождения будет устранено.

Ученые Манчестерского университета, открывшие его, Андре Гейм и Константин Новоселов, были удостоены Нобелевской премии по физике в 2010 году, и при университете был создан Национальный институт графена.

Но ажиотаж вокруг этого чудо-материала значительно поутих. Графену еще предстоит совершить революцию в электронике; проблемы по-прежнему с нами.

Так что же произошло с графеновой революцией? Почему она не изменила наш мир? У сэра Колина Хамфриса, профессора материаловедения Лондонского университета Королевы Марии, есть простой ответ: «Графен по-прежнему остается очень перспективным материалом. Проблема заключается в расширении масштабов его производства. Вот почему он не оказал того воздействия, которое было предсказано».

Изначально графен был изготовлен довольно необычным способом, объяснил Хамфрис. Гейм и Новоселов создали его, наклеив липкую ленту на куски графита и снимая слои до тех пор, пока не получился слой толщиной с атом.

«Но это была бы всего лишь крошечная чешуйка, несколько миллиметров в поперечнике», — добавил он. «Из таких обрезков невозможно изготовить электронные устройства. Для функционирования устройств необходимо иметь пластины толщиной не менее 6 дюймов. Таким образом, IBM, Samsung и Intel потратили миллиарды долларов, пытаясь расширить производство графена, чтобы производить его в полезных формах и количествах, но без особого успеха».

В результате графеновая революция была приостановлена, хотя в последнее время появились обнадеживающие признаки того, что эта технология вскоре может вернуть себе большую часть своих первоначальных возможностей.

Хамфрис считает, что рынок вскоре может оживиться благодаря прорывам в производстве устройств на основе графена. Ключевая разработка этого накопителя была сделана Хамфрисом и его коллегами, которые поняли, что технология, используемая для изготовления электронных компонентов из нитрида галлия, может быть использована для производства графена в больших масштабах.

«Мы впервые использовали графен, полученный таким образом, для создания датчика, способного обнаруживать магнитные поля», — сказал Хамфрис, который с тех пор вместе со своей командой основал дочернюю компанию Paragraf.

Расположенная в кембриджширской деревне Сомершем, компания стала одной из первых в мире, начавших массовое производство устройств на основе графена. Два реактора, по форме напоминающие печи для пиццы, в настоящее время производят достаточно графена для производства 150 000 устройств в день.

Компания Paragraf использует его двумя способами: во-первых, для изготовления датчиков, измеряющих магнитные поля. Они могут быть использованы для обнаружения неисправных аккумуляторов в электровелосипедах и скутерах и предотвращения пожаров.

Датчики второго типа могут различать бактериальные и вирусные инфекции, показывая, подходят ли антибиотики для лечения. «Мы также считаем, что с помощью наших биосенсоров мы могли бы за несколько минут определить, есть ли у кого-нибудь сепсис или нет», — сказал Хамфрис.

Немаловажен и тот факт, что устройства на графене, вероятно, будут потреблять меньше энергии, чем современные устройства, добавил он.

«Кремниевая эра подходит к концу. Мы достигли предела количества транзисторов, которые мы можем разместить на одном чипе, в то время как потребляемая ими энергия удваивается каждые три года».

«А это означает, что, если ничего не произойдет, и мы продолжим в том же духе, кремниевые устройства будут потреблять всю производимую в мире электроэнергию, что является огромной угрозой для наших стремлений к нулевому потреблению».

«Технология графена, возможно, появилась позже, чем мы первоначально надеялись, но у нее есть потенциал обойти эти проблемы и реально изменить современную жизнь к лучшему».

Похожие записи:

На Луне может появиться заправка – учёные сделали открытие Скоро ли в ночном небе Земли откроется «пространственно-временная червоточина»? Лекторы с голограммами приводят студентов в восторг от новаторства Энергия, основанная на энергии звезд, стала на шаг ближе после рекорда теплоты ядерного синтеза Ученые на шаг приблизились к получению яйцеклеток методом ЭКО из клеток кожи