Графен - материал будущего

 

Что такое графен?

Графен — это двумерный материал, состоящий из одного слоя атомов углерода, которые расположены в форме гексагональной (шестиугольной) решетки. Он обладает уникальными физическими, химическими и механическими свойствами, которые делают его одним из самых перспективных материалов для различных научных и промышленных приложений.

Основные свойства графена:

1. Высокая прочность: Графен является одним из самых прочных материалов, известных науке.

2. Гибкость: Он может быть согнут или растянут без разрушения.

3. Отличная проводимость: Графен проводит электричество и тепло лучше, чем большинство известных материалов.

4. Прозрачность: Несмотря на свою прочность, графен практически полностью прозрачен.

Применение графена:

1. Электроника: Используется для создания сверхтонких экранов, сенсоров и транзисторов.

2. Энергетика: Графеновые материалы применяются в аккумуляторах, суперконденсаторах и солнечных батареях.

3. Медицина: Используется для разработки биосенсоров и носимых устройств.

4. Композиты: Добавление графена улучшает механические и тепловые свойства различных материалов.

Графен впервые был изолирован в 2004 году учеными Андреем Геймом и Константином Новоселовым, за что они получили Нобелевскую премию по физике в 2010 году. Сегодня исследования графена продолжаются, открывая новые возможности для технологий будущего.

Рис. 1. Слева. Изображение гексагональной решётки графена. Жёлтым цветом показана элементарная ячейка. На красной окружности расположены ближайшие к центральному атомы решётки с векторами: . Красные и синие круги соответствуют различным подрешёткам кристалла.  — базис решётки. Этот базис нельзя выбрать однозначным образом, поэтому в литературе встречаются несколько вариантов^[1][2]. Справа. Первая зона Бриллюэна выделена жёлтым с векторами обратной решётки  Показаны точки высокой симметрии Γ, Μ, Κ, Κ'^[1].