Тема доклада: ГРАФЕН: ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИМЕНЕНИЯ

Тема доклада: ГРАФЕН: ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИМЕНЕНИЯ Докладчик: д.ф.-м.н., профессор Ы.Ташполотов

ГРАФЕН Самой престижной в мире научной премии(Нобелевская), размер которой составляет в 2010 году около 1,5 миллионов долларов удостоены русские учёные Андрей Гейм и Константин Новоселов за открытие графена - представляющего собой углеродную пленку толщиной в один атом.

Андрей Гейм и Константин Новоселов

Создатели графена Гейм Андрей Константинович родился в 1958 году в СОЧИ в семье инженеров немецкого происхождения. Он в 1975 году оканчил СШ №3 г.Гальчик. С 1972 по 1982 годы Гейм учился в МФТИ и окончил вуз с отличием. Работал в инститтуте ФТТ в Черноголовке. С 2001 года работает в Манчестерском университете директором нанотехнологического центра. Константин Новоселов родился в Нижнем Тагиле в 1974 году. В 1992 году поступил в МФТИ. окончил с отличием факультет физической и квантовой электроники МФТИ по специальности «Наноэлектроника в 1997 г. После окончания 2 года работал в Черноголовке. В 1999 году переезжает в Нидерланды в Университет НЕЙМЕГЕНА, где становится аспирантом Андрея Гейм. В 2001 году переезжает в Манчестерский университет. В 2004 году защищает диссертацию на степень доктора философии в Манчестере.

ГРАФЕН В 2004 г. Андрей Гейм и Константин Новоселеов получили двумерную форму углерода – ГРАФЕНА. До 2004 года были известны трехмерные – алмаз, графит , одномерные –нанотрубки и нульмерные –фуллерены, аллотропные формы углерода. В этой последовательности не хватало двумерной формы. Впервые термин «графен» был применен S. Mouras в 1987 году. Термин был введён для описания одиночных слоёв графита. Графеном называются строго одиночные графеновые плоскости. Две и более плоскостей образуют уже не «графен», а «графит».

ГРАФЕН Таким образом, графен – двумерная аллотропная модификация углерода, материал толщиной в один атом. Более 70 лет назад Ландау и Пайрлсом было теоретически даказано, что двумерные кристаллы существовать не могут в силу их термодинамической неустойчивости. Однако в 2004 году А.Гейм и К.Новоселов доказали, что двумерный кристалл можно получить.

Углерод, графит, фуллерен, нанотрубки В 1985 г. группой авторов (Крото, Хит, Керл и Смолли) было сделано открытие в химии углерода. При исследовании спектров паров графита, полученных при лазерном облучении его твердого образца, были обнаружены пики, соответствующие массам 720 и 840 а.е., которые превалировали в спектрах. Крото, Хит, Керл и Смолли определили, что пики соответствуют молекулам С60 и С 70, и что молекула С60 имеет сфероидальную структуру, напоминающую футбольный мяч. Так были открыты фуллерены . Термин «фуллерен» берет свое начало от имени американского архитектора Бакминстера Фуллера, который применял такие структуры при конструировании куполов зданий. По этой причине молекулу С60 часто называют бакминстерфуллереном. В 1991 году, японский исследователь Иджима, занимаясь изучением осадка графита в электрической дуге, обнаружил полые цилиндрические углеродные образования нанометровых размеров получивших название «нанотрубки».

Графен, Графит, Нанотрубка, Фуллерен

Методы получения графена Механические (расщепление) Химические (графит обрабатывается кислотами, а потом расщепляется ультразвуком, методом взрыва и т.д.) Методы роста на различных подложках и методы термического разложения, т. эпитаксия и разложение.

Холодный способ производства графенов В.И. Петрика. Суть этого способа заключается в том, что в межслоевые пространства слоистых углеродных соединений заселяются высоко реакционные химические соединения способные под внешним воздействием (фотохимическим, механическим, химическим и др.) к взрывообразному разложению с последующим инициированием автокаталитического процесса распада соединения. Углеродный материал, полученный способом холодной деструкции слоистых углеродных соединений преимущественно состоящий из графенов и обладающий высокой активностью к прессованию, получил название «Углеродная смесь высокой реакционной способности», или сокращенно УСВР.

Холодный способ производства графенов В.И. Петрика.

Промышленное производство Графена Графит, с заселенным в межслоевые пространства химическим соединением Сl2О7, получил название ГСВР (графитовая смесь высокой реакционной способности). Реакция распада ГСВР не требует аппаратного обеспечения и может быть запущена в любых условиях.