Графен, впервые синтезировали в 2004 году, известен своей невероятной твердостью и гибкостью, что делает его крайне востребованным материалом для различных промышленных применений.
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.
Графен можно представить как одну плоскость слоистого графита (который является полуметаллом), отделённую от объёмного кристалла в виде слоя атомарного углерода толщиной в один атом.
Атомы углерода в графене находятся в sp2-гибридизации и соединены посредством σ- и π-связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку.
Его массовое производство до сих пор остается сложной задачей. Графен традиционно синтезируется вручную в условиях лабораторией путем отшелушивания слоёв графита от высокоориентированного пиролитического графита. Но появляются новые технологии, которые увеличивают количество выработанного графена. Например ученые из Университета Кордовы (UCO) в 2024-м году разработали методику производства графена, на основе на использовании плазмы — частично ионизированного газа, который способен эффективно расщеплять органические молекулы. Они применили плазменную горелку для расщепления этанола и создания графена с использованием клетки Фарадея, которая уменьшает потерю энергии.
Также с 2010-ого года известны и другие способы выращивания графена — метод термического разложения подложки карбида кремния и xимическое осаждение из газовой фазы.
Из-за особенностей энергетического спектра носителей графен проявляет специфические, в отличие от других двумерных систем (таких как фосфорен, германен, силицен), электрофизические свойства.
За «передовые опыты с двумерным материалом — графеном» британским ученым российского происхождения Андрею Гейму и Константину Новосёлову была присуждена Нобелевская премия по физике за 2010 год.
Высокая подвижность носителей тока, гибкость и низкая плотность позволяет использовать графен в различных сферах: при создании светодиодов и фотодетекторов, для изготовления электродов в ионисторах (суперконденсаторах), в качестве очень чувствительного сенсора для обнаружения отдельных молекул химических веществ, при изготовлении транзисторов, интегральных микросхем и будущей основы для наноэлектроники.
Так как графеновые наноленты, графеновые нанопластинки и графеновые нанолуковицы нетоксичны при концентрациях до 50 мкг/мл, и не повреждают стволовые клетки костного мозга, то в низких дозах графеновые наночастицы вполне возможно безопасно использовать для биомедицинских технологий.
Поиск знакомств и встреч