Skip to Content

ГРАФЕН НА ФУТБОЛКЕ И В НАУЧНЫХ ПРИБОРАХ

Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Удмуртского федерального исследовательского центра УрО РАН Константин Михеев стал руководителем разработки метода формирования пористого графена, пригодного для производства фотоэлектрических преобразователей и микросуперконденсаторов. Это исследование поддержано грантом президентской программы Российского научного фонда (Проект №19-72-00071).
— Уверен, что еще не все понимают перспективы использования графена, — рассказывает Константин Михеев. — Графен отличается высокой проводимостью, чрезвычайной прочностью (может выдержать удар футбольного мяча, будучи при этом почти невидимым, — если, конечно, удастся сделать такого размера сетку из графена), чрезвычайной гибкостью (что довольно необычно при такой прочности), необычайной теплопроводностью, прозрачностью — все это благодаря тому, что слой графена представляет собой ровный набор атомов, без дефектов.
Сегодня существует много уже известных применений графена — от гибких экранов до элементов самолетов. Одним из направлений работы с ним стало использование в качестве чернил для принтера.
— Казалось бы, что тут такого? Но как только мы вспомним, что эти чернила прекрасно проводят электрический ток, то все становится гораздо интереснее. Можно распечатать, например, динамик, счетчик шагов, пульсометр прямо на футболке, — говорит Константин Михеев.
Останавливает широкое применение графена то, что его получение — сложный и дорогостоящий процесс. К счастью, совсем недавно стало известно об очень простом методе получения графена. Молодой ученый и его коллеги не только смогли воспроизвести этот метод, но и нашли ему оригинальное применение.
— Мы показали, что в полученных пленках пористого графена возникает фототок, зависящий от угла падения света (лазерного импульса) на пленку. При этом скорость «улавливания» этого импульса, т.е. быстродействие, измеряется наносекундами (миллиардными долями секунды)! Далеко не каждый материал этим может «похвастаться» даже для одной длины волны, в то время как для пористого графена, как мы показали, это справедливо в диапазоне длин волн от 266 до 1064 нм. Другими словами, наша пленка способна работать как сенсор, который регистрирует лазерные импульсы в широком диапазоне длин волн в зависимости от угла падения этих импульсов на нее, — рассказывает Константин Михеев.
По его словам, в существующих сенсорах, регистрирующих лазерные импульсы, установлены дорогостоящие оптические элементы, и кроме того, на каждую длину волны нужен свой сенсор.
— Разумеется, разработка недорогого сенсора, работающего в широком диапазоне длин волн, привлекает и будет привлекать внимание ученых. Ведутся разработки на основе нанографитной пленки, того же графена и многих других материалов. Преимущество нашего материала в том, что технология его синтеза необычайно проста и дешева, — подчеркнул молодой ученый.
Практическое применение этот материал способен найти главным образом в лазерной технике, оптотехнике, научном приборостроении. Именно эти направления планируют развивать ученые УдмФИЦ УрО РАН. Так, в рамках гранта РНФ они планируют получить на основе пленок пористого графена миниатюрные батареи.
— Материалы на основе графена имеют огромный потенциал для использования в гибких и переносных устройствах хранения энергии. Конечно, нас ждет очень высокая конкуренция, но хочется верить, что удастся сделать достойный вклад в этой сфере, — заключил Константин Михеев.
Молодой ученый занимается исследованиями взаимодействия лазерного излучения с веществом. Это направление связано с поиском простых методов получения или обработки новых материалов с помощью лазерного излучения, возможностями их применения для разработки и создания элементов опто- и микроэлектроники. Работы, посвященные лазерной очистке наноалмазов от примесей и улучшению оптических свойств углеродных нанотрубок с помощью комбинированного воздействия лазерного излучения и кислоты, Михеев в в этом году опубликовал в журналах, входящих в топ-25% мировых научных журналов в области физики.
Вера Кожевникова,
пресс-служба УдмФИЦ УрО РАН
 
Год: 
2020
Месяц: 
сентябрь
Номер выпуска: 
18
Абсолютный номер: 
1219
Изменено 25.09.2020 - 10:59


2021 © Российская академия наук Уральское отделение РАН
620049, г. Екатеринбург, ул. Первомайская, 91
document@prm.uran.ru +7(343) 374-07-47