Загадочный графен

Графен — это один из самых перспективных материалов, открытых в последние десятилетия. Он представляет собой одноатомный слой углерода, который обладает невероятными свойствами, такими, как высокая прочность, уникальная проводимость тепла и электричества.

Графен — это одноатомный слой углерода, представляющий собой двумерный материал с гексагональной кристаллической структурой. Он в  миллион раз тоньше человеческого волоса  и в  200 раз прочнее стали  

Графен открыли в 2004 году  британские ученые российского происхождения  Андрей Гейм и Константин Новоселов .

За свою работу Гейм и Новоселов были удостоены многих научных наград, в том числе Нобелевской премии по физике в 2010 году.

Высокая прочность. Это тонкий и прочный материал, который может выдерживать внушительный вес, не ломаясь. Предел его прочности  равен 55 Н · м −1 . Например, гамак из графена площадью 1 квадратный метр  может выдержать кошку  весом 4 килограмма, при этом гамак будет практически невидимым.

Защита. Благодаря высокой прочности этот материал используется для создания защитных покрытий: бронежилетов, шлемов, брони для техники и т. п. Так, китайский ударный вертолет Z-10  получил броню из  графена , а в тайской армии закупают инновационные  бронежилеты  для защиты солдат.

Самая яркая в мире лампочка накаливания сделана из графена

микрочип с источником света на основе графена. Новый источник света очень яркий благодаря тому, что графен можно нагреть до температуры в половину от температуры на поверхности Солнца.

Высокая теплопроводность. Материал может передавать тепло очень быстро и эффективно (в 10 раз лучше меди), что делает его полезным для создания  теплоотводов и терморегулирующих устройств , например, термопасты или охлаждения для центрального процессора компьютера .

Прозрачность. Такой тонкий материал сложно увидеть, к тому же он  поглощает 2,3% падающего света , поэтому практически прозрачен

Гибкость. Он может быть изогнут в разные формы без потери своих свойств. В сочетании с электропроводностью и прозрачностью материал можно  использовать , например, при создании гибкой электроники.

Робототехника. Производство гибких и прочных материалов для роботов, которые будут иметь возможность двигаться и приспосабливаться к различным условиям. Например, индийские ученые рассказывают о  самовосстанавливающейся коже  для андроидов, а в Австралии  разработали биосенсор из  графена , позволяющий управлять роботами.

Хотя этот материал имеет огромный потенциал во многих областях, его применение в промышленных масштабах все еще ограничено  технологическими проблемами и высокой стоимостью производства . По данным на 2020 год,  стоимость тонны графена  составляла до $200 000.

Графеновая пленка надежно защитит от коррозииИсследователи из Университета Монаш и Университета Райса опубликовали в сентябрьском номере издания Carbon рецепт надежнейшей защиты металлов от коррозии. Оказывается, графеновое покрытие настолько тонкое, что его не видно невооруженным глазом, может сделать металл в 100 раз более устойчивым к коррозии. Это открытие имеет огромный потенциал для защиты  металла  даже в суровых условиях агрессивной среды, например морской воды.