— Графен — это одноатомный слой графита. То, что кристаллическая структура графита состоит из слоев, можно догадаться даже на бытовом уровне. Чтобы добиться этого, ученые использовали высокочистый графен и перевели его в состояние, в котором в материал входили только носители заряда, возбудимые температурой. Графен, известный как «материал будущего», успешно прошёл испытания на безопасность для человека в рамках первого контролируемого клинического испытания.
Найдена золотая середина между графеном и классическими полупроводниками
Обнаруженный в 2004 году, графен может представить много новых возможностей для устройств хранения энергии в следующем десятилетии, таких как полностью вращающиеся батареи, меньшие по размеру конденсаторы, устройства высокой емкости и быстрой зарядки, а также прозрачные батареи. Давайте копнем глубже и узнаем больше об этой революционной технологии: чем она отличается от существующих литий-ионных аккумуляторов, каковы ее области применения и почему это так важно. Что такое графеновая батарея? Графен, состоящий из атомов углерода, образующих двумерную кристаллическую решётку, признан "чудо-материалом" благодаря своим уникальным свойствам.
Это отличный проводник тепла и электричества, впечатляюще гибкий, почти прозрачный, в 100 раз прочнее стали той же толщины и чрезвычайно легкий. А поскольку материал также экологичен и устойчив, он обладает неограниченными возможностями в широком спектре применений. Одним из таких многообещающих применений является батарея следующего поколения.
Графен может быть интегрирован в различные типы батарей: металл-воздушные, окислительно-восстановительные, литий-металлические, литий-серные и, что более важно, литий-ионные батареи. Он может быть химически обработан в различных вариантах, подходящих как для отрицательных, так и для положительных электродов. Батареи, сделанные из графена, могут питать все, от карманных устройств до электромобилей.
Они обладают большей мощностью и имеют более длительный срок службы, чем существующие коммерческие литий-ионные батареи. Графен как аккумулятор может также использоваться в качестве суперконденсатора, который может заряжаться и разряжаться невероятно быстро. На самом деле, они могут помочь цивилизации наконец-то отойти от вредных ископаемых видов топлива.
Чем они отличаются от традиционных батарей? Технология графеновых аккумуляторов аналогична литий-ионным аккумуляторам: у них есть два твердых электрода и раствор электролита, обеспечивающий поток ионов. Однако некоторые графеновые батареи содержат твердый электролит.
Основное различие заключается в составных частях одного или обоих электродов. В обычной батарее катод положительный электрод полностью изготовлен из твердотельных материалов. Однако в графеновой батарее катод состоит из гибридного компонента, который содержит графен и твердотельный металлический материал.
Количество графена, используемого в электроде, варьируется в зависимости от эффективности твердотельного материала и требований к характеристикам. Кроме того, графен, как анод, обеспечивает высокую емкость и превосходную производительность.
В медицинских исследованиях графен демонстрирует противораковые свойства. В частности, окись графена выборочно поражает стволовые клетки, относящиеся к категории раковых. Показано, что инфракрасное излучение, которое генерирует графен при нагревании, ускоряет регенерацию клеток организма, нормализует кровообращение и метаболизм. В «умных» часах графен используется в качестве прозрачных электродов в сенсорных экранах, заменяя дорогой оксид индия-олова. А в перспективе экраны гаджетов станут гибкими — здесь пригодится способность графена к механическому растяжению.
Еще один класс гаджетов, которые должен породить графен — сверхчувствительные камеры и датчики. Оптические сенсоры на основе графена в сотни раз расширят диапазон действия, обеспечив видимость при плохой погоде и недостатке освещения, а также смогут «просвечивать» объекты насквозь. Такой бетон демонстрирует беспрецедентный диапазон улучшенных свойств по сравнению со стандартным бетоном. Такой бетон не имеет конкурентов при строительстве и ремонте плотин, установке фундаментов линий электропередач и фундаментов опор ветроустановок. Графеновый модификатор позволяет уменьшить содержание цемента в бетоне, и тем самым значительно снижает цену за кубометр бетона. Главные же графеновые инновации ожидаются в сфере биотехнологий. Сегодня уже существуют нейроинтерфейсы, с помощью которых, например, можно вылечить слепоту, имплантировав в глаз искусственную сетчатку.
Но пока это сложные, массивные, не слишком эффективные вещи. Графен позволит их модифицировать: электроды станут точнее, займут меньше места. Сначала будет наполнен рынок нейропротезов, а затем появятся люди-киборги, подключающие мозг к компьютеру и записывающие свои мысли. Когда-то это казалось фантастикой, но с появлением графена технологическая платформа для киберпанк-будущего, как считают специалисты, готова. В журнале Oncotarget опубликована статья, в которой показано, что применение графена дало положительный результат в борьбе против шести разных видов рака. Ученые преуспели в формировании ультрафиолетового излучения с поверхности графена. Это может пригодиться для производства совершенно новых УФ-ламп на основе графена без использования токсичной ртути, которую сегодня пока приходится применять в таких лампах, используемых для уничтожения бактерий и вирусов.
Ученые проводят опыты по прямому «апгрейду» живых организмов с помощью графена: пауки и шелкопряды, которым этот материал подмешали в корм, стали сильнее и начали плести более прочную нить. Приведенные примеры дают лишь приблизительное представление о разнообразии графеновых технологий и степени интереса к ним в мире. Сегодня в мире графен и технологии на его основе активно используются в аэрокосмическом секторе, автомобильной промышленности, биомедицине и здравоохранении, электронике, энергетике, экологии и ряде других секторов экономики.
Эти металлы авторы выбрали потому, что они хорошо взаимодействуют с графеном и часто используются в микроэлектронике, а также при конструировании авиатехники. Исследователи сначала рассчитали оптимальный размер частиц никеля и меди, который обеспечил бы наиболее крепкое связывание с графеновыми листами. Затем, опираясь на химические свойства металлов, определили температуру, необходимую для их взаимодействия с армирующим компонентом. Именно в этом случае металлы равномерно распределяются между листами графена, что приводит к образованию однородного композита.
Далее ученые проверили механические свойства полученных материалов, растягивая образцы. Оказалось, что оба варианта композитов — включающие как атомы никеля, так и меди — выдерживали деформации, по величине превышающие известные на данный момент пределы прочности.
Это открывает перспективы использования ромбоэдрического многослойного графена как платформы для исследования новых физических возможностей. Полученный материал не требует специфической укладки, что делает его уникальным в своем роде. Этот научный прорыв может иметь далеко идущие последствия для разработки новых материалов и технологий, открывая двери для инноваций в различных областях, включая электронику, медицину и военную промышленность.
Российские ученые разработали технологию заживления ран с помощью графена и электричества
В его основе композитное волокно, созданное с добавлением наночастиц графена и кремнезема, узнали «Известия». В пресс-службе правительства Северной столицы сообщили, что ученые смогли получить новое состояние графена. За последние два десятилетия графен стал одним из самых полезных материалов, которые можно использовать в различных областях. Исследователи из Манчестерского университета. Обзор рынка графена в мире и России. Согласно последним научным воззрениям, графен представляет собой двумерный металл, в котором электронный спектр имеет линейную. разработка электроники, импортозамещение, На страницах нашего сайта мы достаточно часто рассказываем о графене и о возможных областях применения этого удивительного материала. Перспективы графена. Графеновые технологии развиваются самыми высокими темпами среди всех видов технологий и технических направлений – более 40% в год.
Ученые из Манчестерского университета обнаружили новые свойства графена
Например, по сравнению с электростанцией, работающей на сжигании топлива с производительностью от 33 до 35 процентов, водородные топливные элементы выполнят ту же функцию до 65 процентов. В связи с этим, у общества растет спрос на новые конструкционные и функциональные материалы для строительства электростанций. Это связано с тем, что при высоких давлениях и температурах выше 300 градусов Цельсия водородная коррозия оказывает на металлы разрушающее действие, приводящее к снижению механических свойств: прочность и пластичность.
Графен в настоящее время является наиболее изученным материалом для хранения заряда.
Результаты, полученные в различных лабораториях по всему миру, подтверждают его потенциал, чтобы произвести революцию в отрасли хранения энергии. Обнаруженный в 2004 году, графен может представить много новых возможностей для устройств хранения энергии в следующем десятилетии, таких как полностью вращающиеся батареи, меньшие по размеру конденсаторы, устройства высокой емкости и быстрой зарядки, а также прозрачные батареи. Давайте копнем глубже и узнаем больше об этой революционной технологии: чем она отличается от существующих литий-ионных аккумуляторов, каковы ее области применения и почему это так важно.
Что такое графеновая батарея? Графен, состоящий из атомов углерода, образующих двумерную кристаллическую решётку, признан "чудо-материалом" благодаря своим уникальным свойствам. Это отличный проводник тепла и электричества, впечатляюще гибкий, почти прозрачный, в 100 раз прочнее стали той же толщины и чрезвычайно легкий.
А поскольку материал также экологичен и устойчив, он обладает неограниченными возможностями в широком спектре применений. Одним из таких многообещающих применений является батарея следующего поколения. Графен может быть интегрирован в различные типы батарей: металл-воздушные, окислительно-восстановительные, литий-металлические, литий-серные и, что более важно, литий-ионные батареи.
Он может быть химически обработан в различных вариантах, подходящих как для отрицательных, так и для положительных электродов. Батареи, сделанные из графена, могут питать все, от карманных устройств до электромобилей. Они обладают большей мощностью и имеют более длительный срок службы, чем существующие коммерческие литий-ионные батареи.
Графен как аккумулятор может также использоваться в качестве суперконденсатора, который может заряжаться и разряжаться невероятно быстро. На самом деле, они могут помочь цивилизации наконец-то отойти от вредных ископаемых видов топлива. Чем они отличаются от традиционных батарей?
Технология графеновых аккумуляторов аналогична литий-ионным аккумуляторам: у них есть два твердых электрода и раствор электролита, обеспечивающий поток ионов. Однако некоторые графеновые батареи содержат твердый электролит. Основное различие заключается в составных частях одного или обоих электродов.
В обычной батарее катод положительный электрод полностью изготовлен из твердотельных материалов. Однако в графеновой батарее катод состоит из гибридного компонента, который содержит графен и твердотельный металлический материал.
Разработки Усилиями специалистов этих двух компаний была разработана добавка Eco Pave на основе технологии Graphene Plus, на которую недавно была подана соответствующая патентная заявка. Улучшение качества асфальтового покрытия при добавке графена получается за счет высокой удельной тепловой проводимости этого материала. При этом, высокая механическая прочность графена увеличивает эластичность и прочность асфальта, что уменьшает износ дорожного покрытия.
Это отличный вариант, когда нужно быстро и без особых усилий оторвать много ионов и перенести много энергии за короткий отрезок времени. Поэтому применение графена выглядит куда логичнее именно в суперконденсаторах, а вот для обычных аккумуляторов графен не особо подходит. Но ведь графеновые аккумуляторы уже давно продаются Мы регулярно слышим, что тот или иной стартап уже запустил в продажу графеновые Power Bank. Периодически проскакивают новости о том, что гиганты вроде Samsung уже буквально завтра начнут ставить в свои смартфоны графеновые батареи. На самом деле это очередная маркетинговая уловка. В таких батареях графен применяется как добавка для улучшения тех или иных характеристик литиевых батарей. Например, если мы добавим графен в электроды, то повысим их проводимость. Подобных продуктов уже полно на рынке. Одним из первых смартфонов на моей памяти с применением графена в батарее был Honor Magic. Но какими-то выдающимися характеристиками его батарея не запомнилась. Не так давно Наташа уже делала видео про Power Bank с графеном: По сути, графеновые Power Bank отличаются от обычных только быстрой зарядкой. По большому счёту эти «банки» всё так же греются при зарядке и имеют заурядную ёмкость. Чисто графеновые батареи на данном этапе развития технологий — это, скорее, маркетинг на хайповой теме. А вот литиевые гибриды, в которых графен используется как вспомогательный компонент, давно применяются. Не революция, а эволюция Если посмотреть на литиевые аккумуляторы под другим углом, то окажется, что они вовсе не стоят на месте, а постоянно развиваются — просто это развитие не скачкообразное, а очень плавное и постепенное. Ёмкость аккумуляторов Нам кажется, что увеличения ёмкости литиевых аккумуляторов нет, но это не так. И, вполне возможно, именно графен поможет приблизить этот показатель к реальности. Скорость зарядки Это ещё один важный параметр, который уже сейчас улучшают за счёт графена. Так как графен имеет низкое сопротивление и прекрасно проводит ток, компоненты с добавлением графена меньше греются. Кроме того, графен столь же хорошо проводит и тепло, благодаря этому нагрев компонентов батареи лучше рассеивается. В последние годы мы видим, как стремительно развиваются технологии быстрой зарядки. Не так давно гремели презентации технологий быстрых зарядок мощностью 120 Вт. И вот совсем недавно Xiaomi показала зарядку мощностью 200 Вт, которая наполняет батарею Mi 11 Pro ёмкостью 4000 мАч за восемь минут. Скорее всего, в батарее этого Mi 11 Pro не обошлось без добавления графена, но Xiaomi об этом умалчивает. Чувствительность к температуре Что пока не удалось значительно улучшить, так это чувствительность батарей к перепадам температуры и количество циклов заряда-разряда. В этих вопросах пока даже графен животворящий особо помочь не может. Точнее, графен помогает частично нивелировать негативное воздействие перегрева, а вот с низкими температурами бороться у него не выходит.
В России выявили новые свойства графена
По состоянию на 2022 год суммарный объем мирового рынка графена оценивается в $865 млн. Рынок растет исключительно высокими темпами, в среднем на 19,4% в год. Углерод — это материал, состоящий из кристаллической решетки, которую образуют шестиугольники атомов. Графен — это один слой решетки толщиной в 1 атом. Графен – самые последние новости, статьи, обзоры, даты, спойлеры и другая свежая информация. Все материалы по теме «Графен» на Канобу. Что такое графеновая батарея? Графен, состоящий из атомов углерода, образующих двумерную кристаллическую решётку, признан "чудо-материалом" благодаря своим уникальным свойствам. Двухслойный графен, в отличие от бесщелевого однослойного, обладает уникальным свойством переменной запрещенной зоны в зависимости от величины поперечного электрического поля.
Петербургским ученым удалось получить новое состояние графена
Графен, материал XXI века, который в сотни раз прочнее стали, но в разы легче, станет более доступным. При всех удивительных свойствах графена, таких как его гибкость и. Ученые из МФТИ обнаружили, что протекание тока в приборах на двухслойном графене происходит благодаря квантовому эффекту межзонного туннелирования. Двухслойный графен, в отличие от бесщелевого однослойного, обладает уникальным свойством переменной запрещенной зоны в зависимости от величины поперечного электрического поля. Российские ученые создали технологию производства высокопрочных композитных материалов на основе скомканного графена и наночастиц металлов — меди и никеля. разработка электроники, импортозамещение, На страницах нашего сайта мы достаточно часто рассказываем о графене и о возможных областях применения этого удивительного материала. Российские ученые разработали технологию производства высокопрочных композитных материалов на основе скомканного графена и наночастиц металла – меди и никеля.
Электроны в графене разогнали до 22 км/с, изучая «свободные» движения частиц
Что такое графеновая батарея? Графен, состоящий из атомов углерода, образующих двумерную кристаллическую решётку, признан "чудо-материалом" благодаря своим уникальным свойствам. графен: Учёные нашли в вакцинах от коронавируса графен, металл и даже колонию паразитов, Российская компания, которая является безоговорочным мировым лидером. графен и все свежие новости с упоминанием графен читайте в нашей ленте новостей.
Российские ученые разработали технологию заживления ран с помощью графена и электричества
За последние два десятилетия графен стал одним из самых полезных материалов, которые можно использовать в различных областях. Исследователи из Манчестерского университета. Графен — слой графита толщиной в атом — представляет собой двумерный кристалл, состоящий из соединенных в шестигранник атомов углерода. Графен. РГРТУ Происшествия Криминал 18 июля в 13:19 Двух учёных в Рязани обвиняют в хищении выделенных на исследования средств. Графен. РГРТУ Происшествия Криминал 18 июля в 13:19 Двух учёных в Рязани обвиняют в хищении выделенных на исследования средств.
Графен проявил новое необычное качество — его магнетосопротивление вырастает на 100%
| Что такое графен и как он изменит нашу жизнь? | Слои графена, уложенные друг на друга, образуют графит с межплоскостным расстоянием 0,335 нанометра, удерживаемые от распада силами ван-дер-Ваальса. |
| Россия включается в графеновую гонку | Теперь у графена есть еще одно удивительное свойство: он может регистрировать уровни магнитосопротивления при высокой температуре. |
| В графене обнаружили новое причудливое электронное состояние | И главное достоинство графена — напряжение можно обратимо прикладывать и убирать, возвращая графен в исходное состояние. |
| Telegram: Contact @rusgraphene | Графен — слой графита толщиной в атом — представляет собой двумерный кристалл, состоящий из соединенных в шестигранник атомов углерода. |
| В графене обнаружили новое причудливое электронное состояние | — Графен — это одноатомный слой графита. То, что кристаллическая структура графита состоит из слоев, можно догадаться даже на бытовом уровне. |