Австралийские физики из университета Монаша в городе Клейтон создали новую разновидность графена - материала, эксперименты с которым два года назад принесли Нобелевскую премию двум ученым российского происхождения - Константину Новоселову и Андрею Гейму.
Новая модификация графена похожа по своей структуре на кору пробкового дуба и обладает аналогичной ей сверхвысокой эластичностью и способностью к восстановлению формы, сообщает РИА "Новости" со ссылкой на статью, опубликованную в журнале Nature Communications.
Руководствуясь своими идеями, авторы статьи - руководитель исследовательской группы Дан Ли и его коллеги - уже изготовили аналог пробки из графена, заморозив взвесь нанолистов этого материала в сосуде с водой. Изобретение способно без вреда для себя растягиваться или сжиматься практически в два раза, и при этом выдерживать нагрузку, в 50 тысяч раз превышающую массу самой "пробки".
Столь необычный материал может открыть новые пути для использования графена в технике, в частности, он позволит создавать гибкие электронные приборы, а также использовать "пробковый" графен в качестве основы для других композитных материалов.
Графен, напомним, это углеродная пленка толщиной в один атом. Ее называют двумерной, потому что, в отличие от обычного трехмерного кристалла, положение каждого ее узла описывается не тремя, а только двумя координатами. Графен обладает высокой прочностью, он прозрачен в силу своей чрезвычайно малой толщины и является прекрасным проводником электрического тока, что делает его очень привлекательными для использования в качестве прозрачных электродов солнечных батарей или сенсорных дисплеев. Использование в микроэлектронике считается одним из самых перспективным способом использования этого материала.
Графен был открыт Андреем Геймом и Константином Новоселовым в 2004 году в Манчестерском университете. Новоселов и Гейм - выпускники Московского физико-технического института. В прошлом году королева Великобритании за научные заслуги присвоила обоим исследователем звание рыцарей.
Главная проблема графена в том, что в процессе выращивания его лист спонтанно сворачивается в неплоские структуры (трубки, шарики), а если при этом в окружающей его среде есть атомы других веществ, он начинает втягивать их в себя, в результате чего получить ожидаемые характеристики от выращиваемого графена становится невозможно.
Кроме того, тонкие листы графена не выдерживают даже относительно небольших сжатий или растягиваний, так как деформация приводит к ухудшению электропроводимости графена и его прочности. Для нейтрализации этого недостатка ученые обычно пропитывают листы графена эластичным полимером, который возвращает графен в его первоначальное состояние после деформации. Подобная пропитка усложняет производство "нобелевского" углерода и ухудшает его свойства.
Группа Ли обратила внимание на один из эластичных материалов, существующих в природе, - кору пробкового дуба. Как и графен, пробка обладает крайне низкой удельной массой, а также двумя другими крайне полезными свойствами - она хорошо сжимается и частично восстанавливает свою форму после снятия нагрузки.
Физики предположили, что графен можно сделать эластичным, объединив несколько листов и частиц графена в подобие пробки.
Ученые перебрали несколько вариантов "сборки" графена в пористый лист, пока не остановились на другом природном материале - обычном льде.
Как объясняют исследователи, при замерзании воды все твердые взвеси, плавающие в ее толще, постепенно вытесняются в промежутки между растущими кристаллами воды. В конечном итоге внутри льда возникает своеобразная сетка из твердых частиц, напоминающая по своей структуре кору пробкового дерева.
