Статьи и новости по теме «Графен»

Разработчики из отечественной компании «Моденжи» представили премиальное антифрикционное покрытие с графеном для юбок поршней ДВС. Новинка демонстрирует рекордные показатели: коэффициент трения снижен почти наполовину, а ресурс увеличен в 5-8 раз по сравнению с предыдущими поколениями материалов.

Российская компания «Моденжи» успешно завершила разработку инновационного твердосмазочного покрытия, предназначенного для защиты юбок поршней двигателей внутреннего сгорания. Ключевой особенностью новой формулы стало использование графена — наноматериала, который выводит триботехнические характеристики на совершенно новый уровень.

Ученые Центра углеродных технологий Уфимского государственного нефтяного технического университета (УГНТУ) разработали установку по переработке печной сажи, являющейся отходом нефтехимии. Она позволяет на выходе получать многослойный графен, применяемый в производстве композиционных материалов, сообщили ТАСС в пресс-службе Минобрнауки РФ.

Сейчас есть установки для получения однослойного графена на основе применения СВЧ-поля или CVD-метода.

Физики из Курчатовского института создали новый материал для компьютерной памяти на основе графена. Эта разработка может существенно улучшить технологию сразу в нескольких аспектах и дать предприятиям из сферы возможность удешевить и повысить энергоэффективность производства.

Компьютерная память — это физический носитель, записывающий информацию. Сейчас в качестве основного материала для таких носителей используется кремний. Но с ним есть проблемы — во-первых, в период пандемии цена на него выросла в несколько раз — поскольку предприятия по производству кварцевого песка затормозили свою работу. Сейчас ситуация выравнивается, но кремний все равно остается достаточно дорогим. К тому же, это природный ресурс, который не может быть неиссякаемым.

В составе Инжинирингового центра ООО «Силур» запущен в эксплуатацию опытно-промышленный участок производства материала графенового (МГ) проектной мощностью до 100 кг в месяц с возможностью масштабирования.

В основе уникального метода получения МГ лежит сочетание технологий термического расширения графита и механического расслоения с применением ультразвуковой кавитации высокой мощности. Оборудование спроектировано научным партнером «Силура» — ведущей российской компанией в сфере графеновых технологий «Русграфен».

Производимый МГ представляет собой совокупность частиц в виде нанопластин многослойного графена толщиной до 30 нм, который незначительно уступает по своим электрическим, термическим и механическим свойствам однослойному графену.

Электричество из маски © stimul.online

Этапы приготовления дисковых электродов для суперконденсаторов. Изображение предоставлено А. Захидовым

Ученые НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами из США и Мексики разработали новую технологию получения экономичных аккумуляторов из использованных медицинских масок. Даже оболочки этих аккумуляторов изготавливаются из полимерных упаковок от таблетированных лекарств. О новой разработке пишет журнал об инновациях в России «Стимул».

По данным исследований, во время пандемии коронавируса жители планеты ежемесячно стали использовать более 130 миллиардов масок, которые превращаются в сотни тонн полимерных отходов. При их сжигании выделяются токсичные газы, поэтому особенно актуальна задача обеспечить переработку этих отходов.

Новая технология позволяет получать тонкие, гибкие, дешевые аккумуляторные батареи типа суперконденсаторов, за счет низкой себестоимости они могут быть и одноразовыми. Они превосходят по ряду параметров более тяжелые, покрытые металлом традиционные аккумуляторы, которые требуют больше расходов на производство.

 © rusgraphene.ru

Внутренняя структура аэрогеля. Источник: Yury M. Volfkovich et al. / ACS Energy & Fuels

Пористый нанокомпозит на основе оксида графена и тефлона, способный улучшить характеристики топливных элементов, синтезировали и изучили сотрудники Института физической химии и электрохимии имени А. Н. Фрумкина РАН и Института проблем химической физики РАН, Черноголовка. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Energy & Fuels.

 © www.rusgraphene.ru

Исследователи из Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН (ИОФ РАН) напечатали «смятый» графен на кремниевой подложке, используя метод лазерно-индуцированного прямого переноса. Этот относительно простой процесс может заменить трудоемкие литографические способы создания гарфеновых структур в перспективных устройствах микроэлектроники. Работа опубликована в журнале Nanomaterials.

 © www.rusgraphene.ru

Молекулярная структура дисульфида молибдена: зеленые шарики — атомы серы (S), фиолетовые — молибдена (Mo). Толщина такого монослоя MoS2 составляет примерно 0,65 нм. © Depositphotos_ogwen

Наноэлектроника ближайшего будущего будет основана не только на графене. Почетное место в ней займут атомарно тонкие пленки дисульфидов молибдена (MoS2) и вольфрама (WS2), молекулярный слой которых представляет собой «сэндвич» из металлической «начинки», заключенной между двумя «ломтиками» серы. При этом атомы серы, молибдена или вольфрама выстроены в своих плоскостях в правильные шестиугольники.

Синтез CVD-графена © www.rusgraphene.ru

Специалисты компании Русграфен совместно с коллегами из Института общей физики РАН и Института материаловедения Вьетнамской академии наук и технологий разработали способ синтеза CVD-графена с контролируемым числом слоев. Результаты работы опубликованы в журналах Physica Status Solidi C и Physica Status Solidi B.

Гибкие и прозрачные электроды, сенсоры, мембраны, ячейки памяти, насыщаемые поглотители для лазеров — далеко неполный список активно развивающих направлений применения пленок из графена. Важно при этом уметь производить пленки с заданным количеством графеновых слоев — ключевым параметром, определяющим их уникальные физико-химические свойства.

С этой целью мы разработали способ, позволяющий контролировать толщину синтезируемой графеновой пленки (от 3 до 50 и больше слоев) на поверхности никелевой фольги, одной из самых популярных каталитических подложек для синтеза графена.

 © www.rusgraphene.ru

Руководитель компании ООО «РУСГРАФЕН» Максим Рыбин начал исследовать уникальные свойства графена еще студентом Кафедры фотоники и физики микроволн Физического Факультета МГУ. Летом 2008 года он прошел стажировку в манчестерской лаборатории Константина Новоселова, удостоенного в 2010 году Нобелевской премии по физике «за новаторские эксперименты по исследованию двумерного материала графена». После защиты кандидатской диссертации по теме «Графен и структуры на его основе для фотоники» Максим Рыбин продолжил научную работу в лаборатории Спектроскопии наноматериалов Института общей физики РАН. Им опубликовано более 40 статьей в научных изданиях, включая такие высокорейтинговые журналы, как Nano Letters, ACS Nano, Carbon и другие.

НПК «Русграфен» возникла как результат глубокого исследовательского погружения в тематику графеновых технологий и прагматичного видения перспектив их использования в промышленности, науке и образовании. Научным консультантом компании с момента ее основания является заведующая лабораторией Спектроскопии наноматериалов ИОФ РАН и лабораторией Углеродных наноматерилов МФТИ, автор более 200 научных публикаций, исследователь с мировым именем Елена Дмитриевна Образцова.

 © zanauku.mipt.ru

Ученые из МФТИ совместно с коллегами из Японии и США рассчитали параметры фотоприемников из слоев графена и смеси черных фосфора и мышьяка. Такие сенсоры способны улавливать излучение с энергией меньше запрещенной зоны этих слоев без графена. Также их легко модифицировать для увеличения чувствительности к нужной длине волны света. Подобные сенсоры могут заменить любые приемники дальнего инфракрасного и терагерцового излучения. Результаты опубликованы в журнале Optics Express.

Российские учёные создали сенсор, который способен определять наличие некоторых опасных веществ в продуктах питания. С его помощью можно обнаружить токсины, которые вырабатывают плесневые грибы. В основе прибора лежит решётка графена — одной из форм углерода. По словам авторов, чувствительность сенсора почти в 100 раз выше, чем у известных аналогов.

 © cdni.rt.com

• 
•  © cdn25.img.ria.ru

Ученые из Новосибирска нашли возможное объяснение многим странностям в том, как графен проводит электрический ток, изучая поведение и взаимодействие электронов внутри этого плоского материала. Их выводы были изложены в статье, опубликованной в журнале Physica E.

Графен представляет собой одиночный слой атомов углерода, соединенных между собой структурой химических связей, напоминающих по своей геометрии структуру пчелиных сот. Константин Новоселов и Андрей Гейм, работающие в Великобритании выходцы из России, получили Нобелевскую премию 2010 года по физике за создание этого материала.Он обладает массой парадоксальных и уникальных свойств. К примеру, графен проводит электрический ток и тепло лучше, чем металлы, несмотря на его абсолютно малую толщину, невероятно прочен и прозрачен для видимого света, а также он обладает крайне необычными полупроводниковыми свойствами в комбинации с другими «плоскими» материалами.

• 
•  © storage.tpu.ru

Ученые Томского политехнического университета вместе с зарубежными коллегами нашли способ модифицировать сверхтонкий проводник электричества и тепла — графен, не разрушая его. Благодаря новому способу ученым удалось синтезировать на образцах графена хорошо структурированный полимер с сильной ковалентной связью. Такой структуре авторы дали название «полимерный ковер». Вся структура обладает высокой стабильностью, она меньше подвержена деградации со временем, что делает исследование перспективным для развития органической гибкой электроники. Кроме того, если поверх «наноковра» добавить слой дисульфид молибдена, то полученная структура генерирует электрический ток под действием света. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Materials Chemistry C (IF: 5,256; Q1).

Графен — одновременно самое прочное, легкое и электропроводящее соединение углерода. Он может использоваться при создании солнечных батарей, экранов смартфонов, гибкой и тонкой электроники и даже в фильтрах для воды, поскольку графеновая пленка пропускает молекулы воды и при этом задерживает все остальные соединения. Для успешного применения графена необходимо встраивать его в сложные структуры. Однако это непросто. Как отмечают ученые, сам по себе графен достаточно стабилен и плохо вступает в реакции с другими соединениями. Чтобы соединить его с другими элементами, то есть модифицировать его, графен разрушают. Это сказывается на свойствах полученных материалов. «При разрушении графена нужно быть очень осторожным. Если перестараться, то теряются уникальные свойства графена. Поэтому мы решили пойти по другому пути».

• 
• Иллюстрация к статье Российские физики научились делать нанопоры в графене

Международный коллектив физиков при участии исследователей из Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» провел серию экспериментов по бомбардировке графена быстрыми тяжелыми ионами. Результаты показывают, что это позволяет пробивать в графене нанопоры контролируемого диаметра.

Итоги экспериментов по бомбардировке графена быстрыми тяжелыми ионами, проведенных физиками НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами из Университетов Хельсинки и Аалто (Финляндия), Университета Ноттингэм (Великобритания), Университета Дуйсбург-Эссен (Германия), Венского Университета (Австрия), Центра по изучению ионов, материалов и фотоники CIMAP (Франция), Института Руджера Бошковича и Института физики ионных пучков и исследований материалов (Германия) были опубликованы в журнале Carbon.

Международная группа физиков, в которую входят и российские ученые, впервые экспериментально получила двумерный материал, то есть состоящий из слоя в один атом, с квадратной кристаллической решеткой. Результат получен с помощью оксида меди, на основе графена. Об этом во вторник сообщает пресс-служба Национального исследовательского технологического университета «МИСиС».

"До сих пор ученым удавалось синтезировать только материалы с гексагональной решеткой — например, различные производные графена или нитрид бора. Плоская квадратная решетка металла неустойчива, однако соединение меди с кислородом стабилизировало ее", — сказал руководитель теоретической части работы, ведущий научный сотрудник лаборатории «Неорганические наноматериалы» МИСиС, доктор физико-математических наук Павел Сорокин, слова которого приводит пресс-служба.

Результаты работы международной команды, в которую вошли российские ученые из МИСиС, Технологического института сверхтвердых и новых углеродных материалов, Института биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН и их зарубежные коллеги из японского института NIMS, опубликованы в научном журнале NanoScale.

Фото: Kacper Pempel / Reuters

Российские исследователи из Института органической химии имени Н. Д. Зелинского выяснили, что графен способен экранировать химическое взаимодействие на молекулярном уровне. Кратко об этом рассказывается в пресс-релизе ИОХ РАН, а подробно — в журнале Physical Chemistry Chemical Physics.

Российские исследователи прояснили, что молекулы, находящиеся по разные стороны от листа графена, не могут непосредственно реагировать между собой, но могут чувствовать влияние друг друга через графеновый слой (толщина листа графена равна одному атому).

Неизвестную ранее объёмную наноструктуру на поверхности графита исследовал Ростислав Лапшин, научный сотрудник зеленоградского НИИ Физических проблем. Её применение перспективно для конструирования микро- и наноприборов, от сверчувствительных датчиков до устройств секвенирования и манипулирования ДНК, а также для безопасного хранения водорода.

Учёный обнаружил новую наноструктуру, изучая поверхность графита с помощью сканирующего туннельного микроскопа (СТМ), сообщил strf.ru. Кристаллы графита представляют собой, фактически, стопку листов графена — монослоёв атомов углерода с гексагональной двумерной кристаллической решёткой. В микроскоп обычно наблюдают однообразные плоские области, лишь иногда содержащие углеродное волокно, сверхрешётку или сеть дислокаций.

© Фото: МФТИ

Московский физико-технический институт (МФТИ) патентует в США биосенсорные чипы на основе графена, оксида графена и углеродных нанотрубок, которые позволят увеличить точность анализа биохимических реакций и ускорят поиск новых жизненно важных лекарственных средств, сообщает пресс-служба МФТИ.

Американское патентное ведомство опубликовало заявку на патент № 20150301039, поданную МФТИ в мае этого года. В заявке описаны «биологический сенсор и способ создания биологического сенсора». В России эта разработка уже защищена патентом № 2527699 с приоритетом от 20 февраля 2013 года.

Российские ученые из Института органической химии имени Зелинского Российской академии наук под руководством профессора Валентина Ананикова разработали эффективный метод визуализации дефектов на поверхности графена и других углеродных материалов, позволяющий за короткое время локализовать тысячи дефектов с помощью стандартной техники микроскопического исследования. Это важно для понимания физико-химических и механических свойств материалов и является одной из основных задач современных нанотехнологий.

Метод, предложенный учеными, основан на свойстве наночастиц металлов, которые избирательно адсорбируются по краям дефектов, в результате чего контуры дефектов «прочерчиваются» цепочками металлических наночастиц, и их видно в электронный микроскоп.

С помощью этого подхода химикамудалось установить, что на поверхности углеродных материалов дефекты располагаются не хаотически, а образуют упорядоченные структуры.

Работа выполнена учеными с участием международного исследовательского коллектива, а ее результаты опубликованы в журнале Chemical Science Королевского химического общества Великобритании и отмечены на его обложке.