Графен
Графен
Графен (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 ...

Графен (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. Вики

Развернуть описание Свернуть описание
Выбор редакции
19 апреля, 19:30

Создан робот для автоматической сборки дизайнерских наноматериалов

Гетероструктуры Ван-дер-Ваальса — это собрания атомарно тонких двумерных кристаллических материалов, которые обладают прекрасными свойствами проводимости для использования в современных электронных устройствах. Известным примером двумерного полупроводника будет графен, состоящий из сотовой решетки атомов углерода толщиной всего в один атом. Раньше разработка гетероструктур Ван-дер-Ваальса была ограничена сложными и трудоемкими ручными операциями, необходимыми для их производства. Двумерные кристаллы, […]

Выбор редакции
30 марта, 23:30

Лучшее за день. 30 марта

Почему «совам» некомфортно в универститете, как завернуть графен в спираль, кому досталась Медаль Лоренца и зачем британские ученые вложились в огромный телескоп в чилийской пустыне, читайте наш ночной дайджест. В нем лучшие материалы дня — специально для вас.

Выбор редакции
30 марта, 15:06

Графен скрутили в спираль

Ученым удалось создать вещество, представляющее собой спирально закрученные листы графена. Ранее подобная структура существовала только в теории.

Выбор редакции
22 марта, 20:30

Огнеупорные обои на основе графена предупредят о пожаре

Сложно найти квартиру, в которой не было бы обоев. Это достаточно доступный способ украсить стены по своему вкусу, но у обоев есть очень опасный минус: они очень хорошо горят. Однако китайские исследователи недавно разработали огнеупорные неорганические обои. Причем эти обои сделаны с применением графена, и они могут даже выступать в качестве противопожарной сигнализации. В состав […]

22 марта, 19:36

Огнеупорные обои из графена сами вызовут пожарных

Китайские учёные представили прототип обоев из графена, которые почти не горят и реагируют на открытый огонь. Исследование опубликовано в журнале ACS Nano. Обои изготовлены из нитей гидроксиапатита с интегрированными датчиками из оксида графена. Подобный материал очень крепкий и может выдержать около пяти минут на открытом огне. Благодаря термодатчикам к обоям можно подключить систему оповещения о пожаре. Таким образом, при возгорании обои "почувствуют" тепло и передадут тревожный сигнал. Известно, что при нагревании графен переходит из диэлектрического в проводящее состояние. Опытным путём учёные выяснили, что термодатчики из графена срабатывают за пару секунд при температуре порядка 250 градусов Цельсия. Это соответствует состоянию открытого огня при пожаре. Специалисты считают, что подобные обои в будущем можно будет использовать в качестве замены обычным. Отметим, что графен считается в научной среде материалом XXI века. В 2010 году российские физики А.К. Гейм и А.С. Новосёлов получили Нобелевскую премию за опыты с графеном.

Выбор редакции
22 марта, 16:20

Создана уникальная краска для волос на основе графена

Ученые из университета Иллинойса создали нанокраску для волос. Главное действующее вещество — вездесущий графен. Краситель нетоксичен, стоек, легок в нанесении, дешев и может быть основой для носимой электроники.Действие обычной краски для волос основано на химическом повреждении защитного слоя волос и встраивании частиц краски в их структуру. Из-за такого агрессивного воздействия волосы портятся и теряют вид. Графен, лежащий в основе новой краски, покрывает волос пленкой толщиной в один атом. В сочетании с клейкими полимерами, удерживающими его на волосе и красящими, которые, собственно, дают цвет, получается сверхпрочное покрытие, выдерживающее более 30 сеансов мытья. Процесс покраски занимает всего 10 минут: наносится краска в виде спрея и требует простого просушивания. Из плюсов — волосы становятся проводниками электротока: гаджет, закрепленный в прическе можно заряжать без проводов. из минусов — цвета пока ограничиваются малой частью спектра: от коричневого до черного.

20 марта, 19:10

Из графена сделали безопасную краску для волос

Впервые графен был получен в лабораторных условиях в 2004 году, а в 2010 году за технологию его изобретения была присуждена Нобелевская премия по физике.

Выбор редакции
20 марта, 08:05

Американские ученые создали безопасную краску для волос

Научные сотрудники из Северо-Западного научного университета в Эванстоне сумели создать из графена безопасную краску для волос.

20 марта, 05:52

Учёные придумали безопасную краску для волос

В США исследователи создали новую безопасную краску для волос на основе графена. Об этом сообщает журнал Chem. Так как сам по себе оксид графена прозрачен, учёные добавили аскорбиновую кислоту, окрашивающуюся при реакции с ним. В итоге пигмент равномерно покрывает волосы, окрашивая их в чёрный цвет, вдобавок ко всему служа антистатиком. Также подчёркивается, что благодаря этому волосы сохраняют свой цвет даже после более 30 помывок. Стоит отметить, что графен открыли в 2010 году российские учёные Константин Новосёлов и Андрей Гейм, которые были награждены за это Нобелевской премией по физике.

Выбор редакции
19 марта, 22:37

От умной одежды до зелёной энергетики: как использование графена изменит нашу жизнь

Изобретённому российскими учёными графену находят всё новые способы применения. Так, исследователям Северо-Западного университета (США) удалось сделать на основе этой сверхтонкой модификации углерода суперстойкую краску для волос. Широко применяется графен и в других областях: на его основе делают пуленепробиваемые бронежилеты, материал используют для получения водородного топлива и в наноустройствах. О феномене графеновой революции — в материале RT. Читать далее

19 марта, 14:50

Взрывной интернет: в России разработали новый материал для сверхскоростной передачи данных

Материалом для квантового суперинтернета может стать карбид кремния. Новый способ использования этого материала предложили российские ученые-физики из МФТИ.В статье журнала Nature Partner Journal Quantum Information рассказывается, что использование карбида кремния сможет сделать передачу данных через квантовый интернет такой же эффективной, как и по обычным сетям. Квантовые компьютеры — задача для ученых из ведущих университетов и компаний всего мира. Предполагается, что такие машины сделают разгадку алгоритмов шифрования мгновенной. Современный сверхмощный компьютер тратит на подобные задачи годы, а квантовому потребуется меньше секунды. Естественно, параллельно ищутся способы защитить данные от такого взлома. Квантовая криптография — то, что обеспечит принципиально новый способ передачи данных и их неуязвимость для взлома. Защищать их будут не сложные алгоритмы шифровки, а законы квантовой физики. Информация передается квантами света — фотонами. Если использовать одиночные фотоны, то сделать копию неизвестного квантового состояния нельзя, не изменив оригинал. А значит, украсть данные незаметно никак не получится. Основная проблема скоростной передачи данных таким путем состоит в поиске подходящего материала. До сих пор не удавалось подобрать подходящий, который бы работал быстро и эффективно, не требуя дополнительных (и часто невыполнимых) условий. Например, квантовые точки эффективно работают только при сверхнизких температурах — около −200 ℃, а двумерные материалы, например, графен, не испускают фотоны с нужной частотой.

Выбор редакции
18 марта, 14:57

Заботливые ученые создали самую безопасную краску для волос с эффектом антистатика

Уникальным компонентом угольного цвета стал графен. Он же защищает и от статического электричества, — сообщает издание Chem.

18 марта, 09:27

В США изобрели безопасную краску для волос на основе графена

Физики из США создали из графена безопасную краску для волос. Сотрудники американского Северо-Западного научного университета в Эванстоне сумели превратить графен в абсолютно безопасный краситель с сильнейшими антистатическими свойствами. «Компонент представляет собой одиночный слой атомов углерода, при этом структуры соединены между собой связью, напоминающей пчелиные соты», - цитирует руководителя исследования Цзясин Хуана Oane.ws. При этом микропластинки нового вещества по форме и размерам напоминают чешуйки человеческого волоса. Именно это и натолкнуло ученых на мысль о применении красителя в отрасли красоты. Цзясин Хуан заявил, что для изготовления специальной краски можно использовать любой дефектный или низкокачественный графен. При этом он не нанесет вреда ни волосам, ни кожному покрову.  Инновационная краска имеет множество преимуществ: цвет мгновенно закрепляется на волосах, не требуется использование перекиси водорода и иных токсичных и канцерогенных растворителей органического происхождения. Сообщается, что если графен использовать вместе с кислородом, то можно добиться светло-коричневого тона волос. Ранее «Свободная пресса» сообщала, что волосы Джорджа Вашингтона обнаружили в конверте, спрятанном в одну из книг. Уникальную находку сделал архивист Даниэль Майкельсон в библиотеке «Юнион-колледжа» — одного из старейших учебных заведений США. Открыв альманах 1793 года он наткнулся на конверт с надписью: «Волосы Вашингтона, Л. С. С. & Дж. Б. С. от Джеймса А. Гамильтона, подаренные ему его матерью». Новости науки: Учёные рассказали, как можно замедлить процесс старения человека

Выбор редакции
17 марта, 13:00

Графен как безопасный краситель для волос: больше никакой химии

Как известно, современная краска для волос содержит множество химически активных веществ, которые могут нанести вред организму человека. Исследователи предложили альтернативу - невероятно стойкий и безвредный краситель на основе графена.

16 марта, 16:56

Создана нетоксичная краска для волос на основе графена

Нетоксичная краска для волос, которая не повреждает их структуру, а, напротив, защищает, да ещё выдерживает множество смываний? О таком женщины могут только мечтать, а учёные между тем воплощают эти мечты в реальность. В новой работе не обошлось без графена, причём краска на его основе способна на большее, чем кажется.

Выбор редакции
14 марта, 14:23

Удобрение будущего. Графен накормит растения по часам

Австралийские ученые создают высокотехнологичное удобрение в капсулах из графена. Оно позволит высвобождать питательные элементы в заданное время спустя дни после закладки капсул в грунт. Разработка увеличит количество полезных веществ при том же размере гранулы-носителя, а уход за растениями будет занимать гораздо меньше времени.В последние годы графен предлагают применять практически везде — от оружейных разработок до производства презервативов. Ученые из Аделаиды попробовали переводить его на навоз — и, как показали результаты испытаний, не зря. Проект выглядит настолько перспективным, что The Mosaic Company уже начала процесс лицензирования. Технология решает основные проблемы производителей современных удобрений. Капсулы из диоксида графена крайне прочны и обладают очень большой площадью поверхности. Сложная структура из нанотрубок, позволяет «посадить» больше молекул действующего вещества в тот же объем. Поэтому капсулы могут захватить гораздо больше необходимых микроэлементов, чем гранулы того же размера из других материалов, и донести их до корней в целости и сохранности.

13 марта, 10:24

Квантовый интернет на карбиде кремния

Физики из Московского физико-технического института нашли «забытый» материал, который может стать основой для высокоскоростного квантового интернета. В статье, опубликованной в ведущем журнале по квантовым технологиям Nature Partner Journal Quantum Information, показано, как повысить до более чем 1 Гбит/с скорость передачи информации по каналу, абсолютно защищенному законами физики, и сделать квантовый интернет таким же быстрым, как и классический. Кратко об исследовании рассказывается в пресс-релизе МФТИ.  Весь мир ведет гонку по созданию квантовых компьютеров. В нее уже давно включились индустриальные гиганты Google, IBM, Microsoft и лидирующие международные исследовательские центры и университеты. Пока неизвестно, когда появятся такие устройства, но мир готовится к их появлению. Дело в том, что квантовый компьютер может вызвать переворот в сфере информационной безопасности.Конфиденциальность передаваемой информации (личная переписка, банковская информация  и т.п.), обеспечивается сегодня алгоритмами шифрования, для взлома которых классическому суперкомпьютеру потребуются годы. Ожидается, что квантовый компьютер сможет сделать это за доли секунды. К счастью, уже предложено «противоядие», позволяющее на 100% защитить передаваемую информацию от квантовых компьютеров и вообще всевозможных видов атак. Речь идет о квантовой криптографии, стойкость которой обеспечивается не сложностью расшифровки, а законами квантовой физики. Ее принцип основан на невозможности создать копию неизвестного квантового состояния без изменения оригинала. Поэтому линия квантовой связи не может быть прослушана незаметно для отправителя и получателя. Квантовый компьютер тут не поможет злоумышленникам - даже если они перехватывают передаваемые данные, об этом моментально становится известно, и незаметно украсть информацию не выйдет. Передавать информацию на расстояние лучше всего с помощью квантов света - фотонов, - несущих квантовые биты. Крайне важно использовать именно одиночные фотоны, иначе злоумышленник сможет перехватить дополнительные фотоны и получить копию сообщения. Принцип генерации одиночных фотонов достаточно прост. Возбужденная квантовая система может перейти в основное состояние с испусканием ровно одного кванта света. Остаётся только найти подходящую для практического использования квантовую систему. В этом и состоит вся сложность. К примеру, квантовые точки хорошо работают только при очень низких температурах (порядка −200 ℃), а ультрасовременные двумерные материалы, такие как графен, просто не могут часто излучать фотоны при электрическом возбуждении. Решение исследователей из МФТИ состоит в использовании уже забытого сегодня в оптоэлектронике материала - карбида кремния. «В 2014 году мы практически случайно обратили внимание на карбид кремния и сразу же высоко оценили его потенциал», - говорит Дмитрий Федянин, старший научный сотрудник лаборатории нанооптики и плазмоники. Однако, по его словам, впервые однофотонную электролюминесценцию в этом полупроводнике удалось получить в 2015 году группе ученых из Австралии. Как ни странно, но именно с карбида кремния ни много ни мало началась вся современная оптоэлектроника: в нём впервые наблюдалась электролюминесценция (свечение при пропускании электрического тока), в 1920-е годы на его основе были продемонстрированы первые в мире светодиоды, а в 1970-е в СССР они выпускались в промышленных масштабах. Однако, в 1980-е карбид кремния был полностью вытеснен из оптоэлектроники прямозонными полупроводниками и практически забыт, поэтому сегодня он больше известен как очень твердый и термостойкий материал, из которого изготавливаются электротехнические элементы, бронежилеты и тормозные колодки суперкаров Porsche, Lamborghini и Ferrari. Дмитрий Федянин и коллеги из лаборатории нанооптики и плазмоники Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ в своей работе исследовали физику однофотонной электролюминесценции центров окраски в карбиде кремния и разработали теорию, которая объясняет и точно воспроизводит экспериментальные результаты. Центры окраски - это точечные дефекты кристаллической решетки, обладающие оптическим переходом в той области спектра, где бездефектный кристалл прозрачен. Именно они играют ключевую роль в однофотонной электролюминесценции. Использовав разработанную теорию, исследователи показали, как усовершенствовать карбид-кремниевый однофотонный светодиод, чтобы повысить скорость излучения фотонов до нескольких миллиардов в секунду. Именно это требуется для реализации протоколов квантовой криптографии на скорости порядка 1 Гбит/с. Два других автора исследования, Игорь Храмцов и Андрей Вишневый, обращают внимание на то, что, скорее всего, в будущем найдутся другие материалы, которые приблизятся к карбиду кремния по яркости однофотонного излучения, но, в отличие от карбида кремния, устройства из них не смогут быть промышленно изготовлены в том же технологическом процессе, что и большинство современных микросхем. Благодаря совместимости с КМОП процессом, однофотонные источники на основе карбида кремния практически недосягаемы для конкурирующих с ним материалов и могут решить проблему малой пропускной способности квантовых линий связи.

12 марта, 22:14

Свою батарею для электротранспорта разрабатывают в Беларуси: натриевую и с графеном

Новости Беларуси. О том, как увеличить число электротранспорта в Беларуси, говорили во время ток-шоу «Что происходит».

Выбор редакции
12 марта, 17:40

Физики впервые получили двумерный галлий

Полку 2D-материалов прибыло. К графену и его собратьям добавился галлен – двумерный галлий. Для этого физикам пришлось применить новый метод получения таких материалов.

12 марта, 16:03

Графен превратили в эффективный контейнер для удобрений

Новый день - новое применение легендарного графена. На этот раз австралийские учёные использовали чудо-материал на садовом участке: он оказался весьма эффективным "контейнером" для удобрения.