Двум ученым – выходцам из России Андрею Гейму и Константину Новоселову во вторник была присуждена Нобелевская премия за открытие графена. Гейм и Новоселов – воспитанники советской научной школы, оба выпускники МФТИ. В настоящее время работают в Великобритании, в университете Манчестера.
Прогнозы по переходу с «традиционных» материалов на графеновую основу очень оптимистичные
Как сказал РИА «Новости» директор Института синтетических и полимерных материалов имени Н.С. Ениколопова РАН Александр Озерин, несколько исследовательских групп стояли около открытия графена, но именно Гейму и Новоселову удалось, во-первых, получить графен, а, во-вторых, охарактеризовать его свойства.
Графен – это моноатомный слой углерода, представляющий собой лист из одного слоя атомов этого элемента. Этот материал обладает большим количеством уникальных свойств. В частности, он является самым тонким и одновременно самым прочным материалом на Земле. Помимо этого он проводит электрический ток и при этом практически прозрачен. Последнее свойство делает графен удачным материалом для создания, например, сенсорных дисплеев.
#{image=444909}Графен важен также как газовый барьер – он непроницаем для газов, так что его можно использовать, например, как покрытие для защиты от коррозии.
Но прежде всего, графен – перспективный материал для наноэлектроники. Пока специалисты не создали достаточно эффективного способа, позволяющего получать листы графена значительной площади, но, как считают эксперты, это вопрос времени.
«Графен можно представить как одну атомарную плоскость графита, отделенную от объемного кристалла – плоскую сетку из шестиугольников, в вершинах которой находятся атомы углерода», – отмечает руководитель отдела наноматериалов департамента научно-технической экспертизы Роснано Илья Гольдт в справке, попавшей в распоряжение газеты ВЗГЛЯД.
Ранее считалось, что двумерные структуры не могут существовать в свободном состоянии из-за высокой поверхностной энергии и должны превращаться в трехмерные (хотя и могут быть стабилизированы в результате нанесения на подложку).
До 2004 года получить их экспериментально не удавалось. «Недавние же исследования показали, что существует целый класс двумерных кристаллов различного химического состава. Сам графен удалось получить из графита именно с помощью стабилизации монослоев подложками», – поясняет Гольдт.
В числе уже существующих прототипов перспективных устройств на основе графена эксперт называет полевые транзисторы, жидкокристаллические дисплеи и солнечные батареи.
Ранее в интервью журналу Forbes Константин Новоселов признался, что «высокочастотные транзисторы и другие близкие к практике приложения уже ушли из академических лабораторий в фирмы и к военным». В графене, по его словам, заинтересованы производители дисплеев и солнечных батарей, которым важно получить проводящий слой максимальной прозрачности.
Профессор кафедры квантовой электроники МФТИ Алексей Фомичев считает, что открытие графена произведет «революцию в микроэлектронике». «Если сейчас компьютеры гигагерцовые, то будут терагерцовые и так далее. На базе графена будут создавать транзисторы и все другие элементы электронных схем», – говорит эксперт.
Графен обеспечивает значительно большую подвижность носителей заряда, чем традиционный кремний. «После кремния была надежда на арсенид галлия, но кремний все время его «перебивал», а теперь дошли до таких размерных характеристик, что «перебить» их уже невозможно», – отметил Фомичев.
«Замечательные ученые провели прекрасную работу, графен позволит создать массу новых явлений в электронике», – заявил «Интерфаксу» нобелевский лауреат Жорес Алферов.
По мнению Озерина, «будущее устройств на основе графена фантастично». «Он обладает поистине сногсшибательными свойствами. Если технология получения графена будет доведена до промышленных масштабов, то нас ожидает революция в электронике», – добавил эксперт.
По оценкам Ильи Гольдта, в ближайшие год-два устройства на основе графена массово войдут в нашу повседневную жизнь. «А прогнозы по переходу с «традиционных» материалов на графеновую основу очень оптимистичные, включая материалы для электроники, фотовольтаики, электрохимических источников тока и так далее», – сказал он газете ВЗГЛЯД.
У Роснано, по его словам, пока нет проектов по производству устройств или материалов на базе графена или его химических модификаций (графан, фторографен и т.п.). Впрочем, опять же, это дело времени, если, конечно, удастся вывести технологию на производственный уровень.