Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Графен производства компании Vorbeck, готовая продукция
Биполярная пластина (электрод) топливного элемента, создана из композита с 60% графена по массе. Произведено компанией Angston.

Грузите графен ... бочками

Ключевые слова:  альтернативная энергия, графен, композиты, микроэлектроника, нанотрубки

Опубликовал(а):  Чепиков Всеволод Николаевич

15 октября 2009

Графен, имеющий толщину всего нескольких атомов, к тому же, является одним из прочнейших материалов и обладает выдающимися тепло- и электропроводностью.

Согласно номенклатуре ИЮПАК, графен определяется как монослой атомов угдерода. Иногда выделяют также двух-, трехслойный и т.д. графен. Компания Vorbeck широко использует однослойный графен, но во многих технологиях применяется 16- или 30-слойный, толщиной соответственно более 5 или 10 нм. Образцы графена принято характеризовать отношением площади поверхности к массе, термической и электрической проводимостью. Идеальный однослойный графен должен иметь поверхность 2600 м2/г, в то время как у реально получаемых образцов, по данным электронной микроскопии считаемых однослойными, она составляет 1000 до 1800 м2/г. Теплопроводность монослоя составляет 4000 Вт/(м*К), что на три порядка выше, чем у графенсодержащих композитов. Если ученых больше интересуют свойства монослоя, то инженеры и технологи при разработке материалов и устройств используют многослойные образцы, «достаточно хорошие» для их применения в том или ином качестве, что вполне может составлять в отношении площади от 400 до 700 м2/г.

Наиболее востребован графен в создании электродов и композитных материалов. Сейчас, например, емкости для хранения высоколетучих топлив обычно изготавливаются из композитов на основе полимеров или резины. Введение в их состав графена на порядок увеличило бы жесткость, а также многократно увеличило бы проводимость, что позволило бы избавиться от опасности возникновения статических зарядов. Также детали из графенсодержащих композитов могут помочь защите электронных устройств от внешних полей и излучений, участвовать в передаче тока и даже в хранении информации. Vorbeck создает «чернила» на основе графена для печатных плат (в том числе гибких), используемых в разных устройствах. Графен придает «чернилам» повышенную проводимость. {Прим. ред.: многих из подобных "применений" связывают с углеродными нанотрубками, а раньше полагали, что может подойти и графит}

Графен повышает электропроводность материалов. Весьма привлекательно применение графена в электродах батарей или топливных элементов. Применение графена в энергетике - основная задача и еще одной компании, Graphene Energy Inc. По их мнению, суперконденсаторы должны занять нишу между высокоемкими, но маломощными батареями и мощными, но низкоемкими конденсаторами. Для создания суперконденсаторов требуется материал с развитой поверхностью и хорошей проводимостью, этим требованиям графен как раз и удовлетворяет. Он может позволить повысить удельную емкость существующих прототипов в 2-3 раза. Вне зависимости будет ли компания полностью сама обеспечивать себя графеном или прибегнет к услугам поставщиков, она оценивает свои потребности в тысячи, а то и десятки тысяч тон в год. Помимо специализированных инновационных компаний, разработки в области графеновых материалов привлекли уже известные химические компании, такие как Dow, 3M, BASF и DuPont. Компании разнятся по предсказываемым потребностям в многослойном графене среднего качества, идущем на вышеуказанные применения, но в любом случае это, как минимум, тонны.

Также существует рынок высокочистого, "более тонкого" графена. Здесь многократно меньшие масштабы, но и область применения пока очень далека от промышленности: в первую очередь, это фундаментальные исследования, посвященные транзисторам на основе графена. Подобные образцы намного дороже, так как получаются по технологии химического синтеза осаждением из газовой фазы (CVD), что куда более затратно, чем «вскрытие» интеркалированного графита.

Помимо электропроводящих «чернил», графита, полимеров и прочих подобных материалов, графен также соревнуется и с таким уникальным новым материалом, как углеродные нанотрубки, открытые немного ранее и уже производимые в значительных объемах. Их области применения во многом пересекаются. И графен обладает такими преимуществами, как более низкая стоимость (из-за меньшей энергоемкости и сложности производства), большая эффективная площадь поверхности (из-за недоступности внутренней стороны нанотрубки), и, наконец, относительная безопасность (он является планарной, протяженной структурой, что затруднит ему преодоление биологических барьеров).


Источник: Selling graphene by the ton



Комментарии
На правах официального предложения РосНано в рамках их мер по нано-стандартизации Всея Руси и "форсайта" лидерства в концепции тенденции осмысления масштаба увеличения производства продукции нанотехнологий:

По аналогии с баррелью нефти (а также опираясь на авторитетный прецедент "барреля нанотехнологий") учредить (закрепить и распространить) стандарт коммерческой единицы емкости/объемистости графена - "графин графена", как величину звучную, научную и близкую национальному менталитету.
Владимир Владимирович,
Dusha, 17 октября 2009 23:41 

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Наноновогоднее 2014
Наноновогоднее 2014

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.