Матеріал, виявлений 2004 року, мав стати революційним. Але практичне застосування технології знайшлося лише зараз.
20 років тому вчені оголосили, що створили чудодійний матеріал, який змінить наше життя. Вони назвали його графеном.
Графен складається з одного шару атомів вуглецю, розташованих у вигляді гексагональних (шестикутних) комірок. Він є одним із найміцніших коли-небудь створених матеріалів і, крім того, краще, ніж мідь, проводить електрику та тепло.
Здавалося, на революційну технологію чекають безмежні перспективи: прогнозували, що завдяки графену з’явиться нове покоління ультрашвидких процесорів та комп’ютерів, зарядка батарей прискориться вп’ятеро, а бетон стане на 35% міцнішим.
Графен навіть пропонували використовувати як міру проти вибоїн. Передбачалося, що треба просто додати його до традиційного покриття, і з вічним прокляттям сучасних доріг буде покінчено.
Вчені Манчестерського університету Андрій Гейм та Костянтин Новосьолов, які відкрили новий матеріал, у 2010 році отримали Нобелівську премію з фізики, а за університету було створено Національний інститут графену.
Однак ажіотаж навколо чудо-матеріалу значно вщух. Графен ще має зробити революцію в електроніці, та й дорожні вибоїни все ще з нами.
То що ж сталося з графеновою революцією? Чому матеріал досі не змінив наш світ?
Сер Коліс Хамфріс, професор матеріалознавства Лондонського університету королеви Марії, дав просту відповідь: «Графен, як і раніше, залишається дуже багатонадійним матеріалом. Проблема полягає у масштабуванні його виробництва. Тому він не вплинув, який передбачався».
Графен спочатку отримали досить незвичним способом, пояснив Хамфріс. Гейм і Новосьолов створили його, наклеївши липку стрічку на шматки графіту та відриваючи шари доти, доки не отримали матеріал завтовшки в один атом.
«Але так може вийти тільки крихітна лусочка, завширшки кілька міліметрів, — додав професор. — Із таких шматочків неможливо робити електроніку. Для справний пристроїв потрібні пластини матеріалу завтовшки не менше 15 см».
IBM, Samsung та Intel витратили в сукупності мільярди, намагаючись масштабувати виробництво графену в придатній для виробництва формі та необхідних кількостях, проте їхні спроби не мали успіху, вважає Хамфріс.
В результаті графенова революція була відкладена, проте нещодавно з’явилися ознаки, що на обіцяних перспективах технології рано ставити хрест.
Професор вважає, що ринок у майбутньому може отримати друге життя завдяки прориву у створенні пристроїв на основі графену. Хамфріс з колегами зробили ключове відкриття, виявивши, що технологія, що використовується для виробництва електронних компонентів на основі нітриду галію, може також використовуватися для виробництва графену у великих масштабах.
«Частину першого графену, отриманого цим чином, ми використали для створення датчика, який може виявляти магнітні поля», — повідомив Хамфріс.
З того часу професор зі своєю командою заснував у Сомершем (Кембриджшир, Англія) дочірню компанію Paragraf. Компанія однією з перших у світі стала масово випускати пристрої на основі графену. Два реактори, що формою нагадують печі для піци, виробляють достатньо графену, щоб робити 150 тисяч пристроїв на день.
Paragraf використовує пристрої для двох цілей. По-перше, для сенсорів, що вимірюють магнітні поля. З їх допомогою можна виявляти несправні акумулятори в електросамокатах та електровелосипедах, запобігаючи займанню.
Другий сенсор може визначати бактеріальне чи вірусне зараження, щоб вирішити, чи призначати антибіотики у разі хвороби. Хамфріс вважає, що біосенсори за кілька хвилин могли б діагностувати сепсис.
Хамфріс додав, що графенові пристрої швидше за все споживатимуть менше енергії.
«Кремнієва ера добігає кінця. Ми досягли межі кількості транзисторів, які ми можемо розмістити на одному чіпі, тоді як енергія, яку вони споживають, подвоюється кожні три роки. Це означає, що якщо нічого не зміниться і ми продовжимо працювати, як раніше, кремнієві пристрої будуть споживати електрику, що генерується на планеті. Це серйозна загроза планам звести до нуля викиди вуглекислого газу. Графенова технологія, можливо, з’явилася пізніше, ніж ми спочатку сподівалися, але має потенціал обійти ці проблеми і реально змінити сучасне життя».
БІЛЬШЕ ЦІКАВОГО:
- Алкоголь, гриби та графен — екологічні рішення для текстилю майбутнього
- Все бере початок з природи — винайдений матеріал, який неможливо розрізати
- Екологічні будматеріали із трави від стартапу Plantd
Джерело: TheGuardian