Графен – материал будущего

ГОУ ВПО «Уральский государственный медицинский университет»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

Кафедра медицинской физики, информатики и математики

Дисциплина «Современная научная картина мира»

Реферат на тему

«Графен – материал будущего»

Выполнил студент:

Сергеев Юрий Викторович

Группа: ОС-107

Преподаватель: доцент кафедры, кандидат химических наук

Аксенова Вера Ильинична

Екатеринбург

2017

Оглавление

Введение        - 3 -

Получение  графена        - 5 -

Применение и перспективы        - 6 -

Вывод        - 12 -

Список использованной литературы:        - 13 -

Введение

     В наше время в мире происходит множество уникальных открытий, о которых ранее можно было только догадываться. Большинство механизмов, процессов и свойств химических соединений до недавнего времени не были известны. Однако с каждым годом ученые работают над их изучением и достигают невероятных результатов, способных изменить существующее представление о тех или иных веществах.

     На протяжении многих лет великие ученые со всего мира вели поиски такого вещества, которое обладало бы сверхпрочностью и универсальностью в различных областях применения. В то же время, было важно учитывать затраты времени и средств, необходимых для производства. Об исключительных свойствах графена, самого прочного, легкого и электропроводящего  углеродного соединения ученые знали давно, но многочисленные  попытки получить его заканчивались неудачей.

     Графен - это двумерная аллотропная форма углерода, в которой объединённые в гексагональную кристаллическую решётку атомы образуют слой толщиной в один атом. Несмотря на тонкую структуру строения графена, он обладает очень высокой прочностью и гибкостью, что позволяет применять этот материал в различных областях. Поскольку получение графена не требует большой затраты времени, такой необычный материал всего через десять - двадцать лет после его открытия возможно войдет в нашу повседневную жизнь.

   В 1999 году ученый Родни Руофф из Техасского университета попробовал получить графен с помощью тончайшей иглы. Другие ученые пытались с помощью нанокарандаша ставить точки толщиной в один слой. Но настоящий прорыв в области изучения и производства этого чудо-материала совершили российские ученые.

    Константин Новоселов и Андрей Гейм в  2004 году получили графен простым отшелушиванием слоёв графита. Для этого на кристалл графита наклеивали обычный скотч, а потом снимали: на ленте оставались тончайшие плёнки, среди которых были и однослойные. Позже ученые нанесли слой графена на подложку из окиси кремния (SiO2). Благодаря этой процедуре графен стало возможным наблюдать под микроскопом и исследовать.

    Открытие Андрея Гейма и Константина Новосёлова спровоцировало настоящую графеновую лихорадку. Буквально за несколько лет теоретики и экспериментаторы из разных лабораторий провели всестороннее изучение свойств графена. За «передовые опыты с двумерным материалом — графеном» А. К. Гейму и К. С. Новосёлову была присуждена Нобелевская премия по физике за 2010 год.

   Наиболее значимым является то, что во всех известных до недавнего времени материалах атомы упорядочены в трех измерениях. Графен стал первым представителем класса двумерных материалов, но уже сейчас многие называют его «материалом будущего».  Кроме того, графен  стал второй по прочности материал на свете после карбина. Состоящий всего лишь из одного слоя атомов, он является самым тонким материалом на свете, так как по современным научным представлениям, нельзя выделить слой вещества тоньше, чем атом.