Сделан шаг к созданию космического лифта

Исследователям из Колумбийского университета, США, удалось совершить прорыв в методах получения больших листов графена высокой прочности. Попутно ученые выяснили, что причиной прежних неудач были не нарушения кристаллической двухмерной решетки, которые неизбежны при создании графена, а несовершенные методы освобождения его от подложки.

Графен - материал, в котором атомы углерода расположены в один слой, представляет собой сотовую структуру. Благодаря такому расположению атомов, графен обладает рядом свойств, делающих его очень перспективным в целом ряде промышленных отраслей. Так, например, графен гибок, и он с большей скоростью проводит электроны, что делает возможным создание гибкой и быстрой электроники.

Графен способен реагировать изменением токопроводности на попадание на решетку отдельных молекул химических веществ, что дает перспективы создания миниатюрных датчиков-анализаторов воздуха. Графен также обладает огромной прочностью по отношению к своей массе, что делает возможным создание новых инженерных конструкций, например, космического лифта.

Однако проблемой до сих пор являлось то, что при получении графена в лаборатории его прочность на порядки уступала теоретически рассчитанной прочности. Ранее ученые считали, что причиной потери качеств материала являются нарушения кристаллической структуры, которых в полученном графене очень много. Однако в Колумбийском университете группа исследователей во главе с профессором Джеймсом Хоном подобрала новый состав травителя, используемого для удаления подложки, на которую графен нарощен из газообразного углерода.

Ученые выяснили, что ухудшали свойства графена не дефекты решетки, а применяемые травящие растворы. В полученном материале дефекты остались, но прочность графена оказалась на уровне 90% от теоретически максимальной прочности этого материала, что является выдающимся результатом и вполне позволяет использовать полученный графен в инженерных конструкциях. Сейчас в лаборатории университета удается получать листы графена высокой прочности размером с экран телевизора. Ученые полны оптимизма – дело лишь в совершенствовании технологии и доведении ее до промышленного уровня.