Графен — это тончайший слой графита, похожий на пчелиные соты толщиной в 1 атом. Чтобы понять, чем он замечателен, представьте себе гамак, который сплетен из графена. Площадь гамака — 1 квадратный метр, масса — 0,77 миллиграмм. Если положить в этот гамак кота, то:
- Кот весом 4 килограмма выспится в гамаке без риска упасть [1].
- Если кот захочет поточить когти, гамак не порвётся, потому что графен на два порядка прочнее стали [1].
- Если на гамак упадет яблоко со скоростью 10 800 км/ч, кот будет в безопасности: материал выдержит столкновение [2].
- Если посмотреть на кота и гамак со стороны, покажется, что кот парит в воздухе: прозрачность графена — 97% [3].
- Если кот возьмёт гамак и пойдёт с ним рыбачить на море, то солёная вода, которая проходит через графен, станет пресной [4].
- Если кот захочет полететь в космос, гамак из графена можно использовать, чтобы улучшить систему охлаждения космического корабля [5].
С точки зрения физики графен замечателен ещё и тем, что:
- Это первый строго двумерный материал: есть длина и ширина, но нет глубины [4], [6].
- Атомы графена выстроены в форме правильных шестиугольников [6], а электроны в графене подчиняются линейному закону дисперсии [7].
- Коэффициент теплопроводности графена в 10 раз больше коэффициента теплопроводности меди [1].
- Графен остаётся твёрдым при 3000 градусов Цельсия [7].
Теоретическое исследование свойств графена началось в 1947 году. Изучить графен на практике было сложно: при отделении от графита слой вещества сворачивался, как лист ватмана. В 2004 году Андрей Гейм и Константин Новосёлов опубликовали в журнале Science статью, где:
- Описали методику получения графена с помощью обычной клейкой ленты-скотча.
- Идентифицировали графен как по-настоящему единичный слой графита.
За то, что Андрей Гейм и Константин Новосёлов смогли получить и распознать графен, в 2010 году они получили Нобелевскую премию [1].
Источники: [1],
[2],
[3],
[4],
[5],
[6],
[7].