1 000
Примерно
19 декабря 2037
прогноз сбудется
Техника и наука

Графен будет широко использоваться в промышленности и приведет к созданию принципиально новых материалов

Перспективными направлениями использования графена являются производство полупроводников, суперконденсаторов и аккумуляторов, новых материалов на основе углеродных нанотрубок...

Сводная информация по прогнозу редактировать информацию

Перспективы графена. Хроника событий, факты за и против прогноза

06 февраля 2020 - Ученые создали прототип фотодетектора из графена, который способен регистрировать объемное изображение. Ключевая особенность разработки — прозрачность приемника, которая позволяет объектам на разном расстоянии фокусироваться в разных областях устройства. Такой прибор может регистрировать полностью все четырехмерное световое поле в рамках одной экспозиции, пишут авторы в журнале Nature Photonics. Американские исследователи из Мичиганского университета под руководством Теодора Норриса (Theodore Norris) создали прототип такого многослойного фотоприемника из графена — плоских структур из расположенных в форме шестиугольников атомов углерода. Разработка стала возможна благодаря свойствам данного вещества: одиночный лист графена поглощает всего около 2,3 процента света видимого диапазона, а всего пары листов достаточно для создания одного слоя детектора. В результате авторам удалось сконструировать полноценную систему, пропускающую достаточно света до находящихся позади слоев. Полученные результаты были использованы для проведения численного симулирования работы полноценной многопиксельной камеры на такой технологии. Также были разработаны алгоритмы обработки изображений со множества слоев. Ученые отмечают, что при полноценном воплощении подобная камера может быть востребована в ряде применений. В частности, определение расстояния до объектов пригодится в робототехнике, а трехмерные изображения смогут продвинуть изучение биологических объектов, например, клеток. https://nplus1.ru/news/2020/02/06/transparent-graphene

16 января 2020 - Специалисты Real Graphene усовершенствовали традиционные батареи, добавив к ним графеновый слой, а также смешав с графеном литий. Получившаяся конструкция лучше проводит электричество и меньше нагревается. Это сокращает время полной зарядки стандартного аккумулятора до 20 минут и продлевает срок его жизни до 1500 циклов перезардки. Графен остается очень дорогим материалом, так что его использование повысит стоимость батареи и, соответственно, мобильного телефона примерно на 30%. Тем не менее, многие наверняка заплатят больше, чтобы получить устройство, которое быстрее заряжается и служит дольше. В будущем Real Graphene надеется заключить контракт с каким-либо из производителей мобильных телефонов. Идеальной для компании была бы сделка на поставку ограниченной партии аккумуляторов для устройств премиум-класса.   https://hightech.plus/2020/01/16/real-graphene-nachala-proizvodstvo-graf...

15 ноября 2018 - Ученые из Университета Райса разработали токопроводящий композиционный материал на основе графена. По сравнению с другими композиционными материалами с добавлением никеля или углеволокна, способными проводить электричество, композит на основе графена имеет бо́льшую жесткость, лучшие токопроводящие свойства и небольшую массу. Для производства нового композиционного материала исследователи использовали смесь полиакрилонитрила (традиционно применяется для производства углеволокна) и порошка никеля. Эту смесь затем спрессовали и нагрели до температуры, при которой полиакрилонитрил через цепочку реакций превратился в графен. После нагрева никель из заготовки вытравили химическим способом. В итоге ученые получили графеновую губку, полости которой затем в вакуумной камере заполнили полимером. Получившийся композиционный материал по массе не отличался от обычного углеродного композита, но имел существенно большую токопроводность, которая составила около 14 сименсов на сантиметр. Позднее во время экспериментов исследователи добавили к графеновой губке углеродные нанотрубки, после чего залили ее полимером в вакуумной камере. В итоге получился композиционный материал с электрической проводимостью равной 41 сименсу на сантиметр.    https://nplus1.ru/news/2018/11/15/composite

17 октября 2018 - Ученые из Китая, Японии, России и Австралии разработали метод изменения хиральности углеродных нанотрубок, позволяющий поменять их свойства с металлических на полупроводниковые. Наряду с количеством слоев один из главных структурных параметров углеродных нанотрубок — их хиральность. Она зависит от того, под какими углами графеновая плоскость свернута в трубку, и оказывает сильное влияние на свойства трубки. К примеру, индексы хиральности определяют, какими проводящими свойствами обладает нанотрубка, — металлическими или полупроводниковыми. Несмотря на развитие способов получения нанотрубок с определенными структурой и свойствами, пока они остаются не слишком надежными и достаточно сложно получить большое количество нанотрубок со строго определенными параметрами. https://nplus1.ru/news/2018/10/17/nanotubes

27 августа 2018 - Разработанная учеными из Виргинского технологического университета и Ливерморской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса методика 3D-печати позволит значительно расширить сферу применения графена, т.к. позволит печатать сложные трехмерные объекты из взаимосвязанных графеновых слоев. С помощью 3D-печати из оксида графена и полимера делается объект нужной формы. После этого заготовку помещают в печь, где являющиеся основой полимеры сгорают, а оксид переходит в графен. Разрешение технологии составляет до 10 мкм, в то время как традиционные методы достигают лишь 100 мкм. Анализ показал, что созданные структуры сохраняют большую часть уникальных свойств графенаhttps://hightech.plus/2018/08/24/sozdana-tehnologiya-effektivnoi-3d-pech...

18 августа 2018 - Ученые из США, Японии и Франции под руководством Кори Дина (Cory Dean) из Колумбийского университета создали устройство, состоящее из находящихся в контакте слоев графена и гексагонального нитрида бора. Слои можно поворачивать относительно друг друга и благодаря этому управлять электрическими, оптическими и механическими свойствами образованной гетероструктуры, рассказывают исследователи в Science. В двумерных материалах, таких как графен или гексагональный нитрид бора, присутствуют различные виды связей. Плоскости можно отделять друг от друга, а также сдвигать или поворачивать. Поскольку при повороте взаимное расположение атомов плоскостей меняется, это приводит к изменению свойств материала, в том числе электрических. К примеру, благодаря повороту двух плоскостей графена друг относительно друга две группы ученых ранее смогли придать этому материалу свойства полупроводника и даже сверхпроводникаhttps://nplus1.ru/news/2018/08/17/graphene

10 августа 2018 - На прошедшем авиасалоне «Фарнборо» инженеры из Университета Центрального Ланкашира (UCLan) представили беспилотный летательный аппарат, который, по их словам, является первым в мире самолетом с покрытием из графена. Аппарат, в ширину составляющий 3,5 метра, получил название Juno. Его фюзеляж имеет покрытие из графена; кроме того, самолет оснащен графеновыми батареями и содержит детали, напечатанные на 3D-принтере. Как пишет портал New Atlas, графен, будучи очень прочным материалом, позволяет добавить прочности другим материалам фюзеляжа — последних, таким образом, может быть использовано меньше, что, естественно, помогает снизить массу аппарата. Кроме того, как отмечает портал, благодаря теплопроводности графена фюзеляж будет менее подвержен обледенению, а электропроводность материала позволит — в случае попадания молнии — рассеивать энергию удара по всей поверхности фюзеляжа. В ближайшие два месяца, как сообщается, разработчики Juno планируют провести первые полеты аппарата и дальнейшие тесты.  https://www.popmech.ru/technologies/news-436252-predstavlen-pervyy-v-mir...

30 июля 2018 - Графеновые наноленты (nanoribbon) — узкие полоски графена шириной порядка 50 нанометров и толщиной всего в один атом. Такие полоски сохраняют все электрические свойства графена и вдобавок позволяют настраивать ширину запрещенной зоны — грубо говоря, при определенных условиях наноленту можно «запереть», превратив ее в полупроводник или изолятор. При создании нанороботов, размер которых будет ограничиваться сотнями нанометров, а функциональность будет сопоставима со способностями обычных роботов, надо уменьшить не только сенсоры, транзисторы и моторчики, но и провода, связывающие приборы. Наноленты из графена - подходящий материал. Тем не менее, при переходе к нанометровым приборам обычно возникают проблемы, которые нельзя было ожидать на бо́льших масштабах. Нанометровые приборы нужно поддерживать в идеальной чистоте. Численные расчеты показывают, что даже малейшее изменение химического состава наноленты заметно влияет на ее проводящие свойства. Однако, электрические свойства наноленты не зависят от структурных дефектов — если конец и начало ленты с дефектами будут «чистыми», ток по ней будет течь так же, как и по идеальной ленте. Кроме того, наноленты с дефектами оказались более гибкими, чем «чистые» наноленты. Таким образом, наноленты могут служить надежными проводами для наноразмерных устройств — их электропроводность остается на высоком уровне даже при небольших повреждениях, а их гибкость можно настраивать, изменяя частоту дефектов.

24 апреля 2018 - Физики создали новый композитный материал, добавив в бетонную смесь графен. Ученые смогли инкорпорировать слои графена в бетон и получили в 4 раза более прочный материал. Более того, улучшенный бетон оказался защищен от разрушения влагой в два раза эффективнее обычного. Новая технология также позволяет сделать производство более экологичным. Углеродный след (то есть количество парниковых газов) при производстве улучшенного цемента оказываться значительно более слабым. Такого эффекта удалось достичь из-за уменьшения в два раза объемов исходного материала, необходимого для производства бетона. Исследователи считают, что их работа станет основанием для создания новых наномаериалов, которые можно будет включить в состав цемента.  https://indicator.ru/news/2018/04/23/prochnyj-beton/

17 марта 2018 - Большинство современных красителей для волос в той или степени содержат токсичные химикаты, поэтому исследователи обратились к графену. Был использован оксид графена, который также включал в себя небольшое количество атомов кислорода. Оксид был смешан с водородом и гелием, после чего получившуюся гелеобразную массу нанесли на образцы светлых человеческих волос. Через 10 минут, когда смесь подсохла, результат был налицо: графеновая краска, толщина слоя которой составляла всего 2 микрона (для сравнения, толщина человеческого волоса колеблется от 10 до 200 микрон), не смылась даже после 30 моек. Правда, перед тем, как поступить на рынок, графеновой краске придется пройти еще множество испытаний на практике. https://www.popmech.ru/science/news-414902-grafen-kak-bezopasnyy-krasite...

06 марта 2018 - Не все уникальные свойства графена оказались полезными — к примеру, неожиданным образом оказалось, что графен крайне тяжело превратить в полупроводник, что делает его малопригодным для изготовления электронных приборов, солнечных батарей, лазеров и источников света. Кроме того, графен нельзя растягивать из-за очень высокой хрупкости. Многие эти проблемы, как рассказывает Харилло-Эрреро, ученые пытаются решить, используя не однослойные, а двухслойные или многослойные "бутерброды" из листов графена. Подобные структуры часто обладают достаточно неожиданными, но интересными свойствами. В частности, на одно из которых совершенно случайно натолкнулись физики из MIT. Они выяснили, что "бутерброд" из двух слоев графена, если скрутить его под определенным углом, одновременно приобретает и изолирующие, и сверхпроводящие свойства, между которыми можно легко переключаться. Теперь можно будет использовать графен в качестве платформы для изучения необычных форм сверхпроводимости. Подобные же структуры можно использовать для создания сверхпроводящих транзисторов, которые можно будет легко включать и выключать, превращая их из изолятора в сверхпроводник и наоборот. Это создает массу новых возможностей для создания новых квантовых устройств.   https://ria.ru/science/20180305/1515794222.html

04 марта 2018 - Профессор Чынг Ку Канг (Jeung Ku Kang) и его коллеги из Высшей школы энергетики KAIST создали на основе графена прототип аккумулятора, для полного «насыщения» которому требуется всего 20–30 секунд, даже при использовании маломощных систем зарядки, таких как USB-переходники или гибкие фотоэлементы. Таким образом, иновационное устройство не только выдерживает высокое напряжение, но и имеет длинный жизненный цикл, а значит, дольше прослужит своему владельцу. По словам изобретателей, "высокая емкость и повышенная стабильность отличают его от аналогов, поэтому мы уверены, что вскоре начнем производить подобные батареи в промышленных масштабах". https://naked-science.ru/article/hi-tech/izobreten-nakopitel-energii

16 февраля 2018 - Команда ученых CSIRO из Австралии создала новый фильтр на основе графена, получивший название Graphair. В отличие от обычного графена, который получают в результате энергоемкого химического процесса, Graphair изготавливается из соевого масла, недорогого и возобновляемого материала. Ученые покрыли самый обычный фильтр для воды тонкой пленкой Graphair, которая содержит микроскопические наноканалы, задерживающие загрязняющие вещества, но при этом пропускающие воду. Для опыта были взяты образцы воды из Сиднейской гавани. Морская грязная вода стала пригодна для питья после всего одного прогона через фильтр. Новый фильтр может заменить сложные, трудоемкие и многоступенчатые процессы очистки воды. https://naked-science.ru/article/sci/avstraliycy-predstavili-idealnyy

16 февраля 2018 - Инженеры создали датчик растяжения из салфетки, покрытой слоем углеродных нанотрубок. Разработчики показали несколько устройств на его основе, таких как датчик сердцебиения и датчик движения глаз. Инженеры под руководством Чже-Хён Чхона (Jae-Hyun Chung) из Вашингтнонского университета разработали сенсоры растяжения на основе недорогих безворсовых салфеток, которые применяют для очистки поверхностей. Разработчики предложили использовать сенсор в качестве очень чувствительного датчика растяжения. Они собрали на его основе несколько прототипов устройств, в том числе закрепляемый на палец датчик сгибания и прикрепляемый на кожу датчик сердцебиения, улавливающий расширения сосудов.https://nplus1.ru/news/2018/02/15/paper-sensor

01 февраля 2018 - Физики из МГУ создали нечто среднее между графеном и графитом — "наночешуйки" — частицы диаметром 15-50 нанометров, состоящие из 6-7 слоев графена. "Подобные материалы обладают очень развитой поверхностью, поэтому могут быть использованы в изготовлении электродов для суперконденсаторов и батарей. При этом модификация их поверхности атомами азота помогает варьировать электрохимические и поглотительные свойства. Также они обладают потенциалом для использования в каталитических процессах и в изготовлении проводящих многокомпонентных полимеров", — передает пресс-служба МГУ слова одного из авторов работы Сергея Черняка, научного сотрудника кафедры физической химии химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.

19 декабря 2017 - Американские химики нашли способ встраивать небольшие фрагменты кристаллов редкоземельных металлов в подповерхностный слой графита. Один или несколько атомных слоев металла при этом оказываются покрытыми одним графеновым слоем, сообщают ученые в статье в Сarbon. https://nplus1.ru/news/2017/12/18/encapsulated-metal

___________________________________________________

Графен представляет собой одиночный слой атомов углерода, соединенных между собой структурой химических связей, напоминающих по своей геометрии структуру пчелиных сот. За создание графена, обладающего уникальными физико-химическими свойствами, работающие в Великобритании выходцы из России Константин Новоселов и Андрей Гейм получили Нобелевскую премию 2010 года по физике.

Другие прогнозы по теме Графен, Нанотрубки

О проекте "википедии будущего"

8 февраля 2020
User ImageПользователь114(95)%
06 февраля 2020 - Ученые создали прототип фотодетектора из графена, который способен регистрировать объемное изображение (правда, всего из одного пикселя). Ключевая особенность разработки — прозрачность приемника, которая позволяет объектам на разном расстоянии фокусироваться в разных областях устройства. Такой прибор может регистрировать полностью все четырехмерное световое поле в рамках одной экспозиции, пишут авторы в журнале Nature Photonics. Американские исследователи из Мичиганского университета под руководством Теодора Норриса (Theodore Norris) создали прототип такого многослойного фотоприемника из графена — плоских структур из расположенных в форме шестиугольников атомов углерода. Разработка стала возможна благодаря свойствам данного вещества: одиночный лист графена поглощает всего около 2,3 процента света видимого диапазона, а всего пары листов достаточно для создания одного слоя детектора. В результате авторам удалось сконструировать полноценную систему, пропускающую достаточно света до находящихся позади слоев. Полученные результаты были использованы для проведения численного симулирования работы полноценной многопиксельной камеры на такой технологии. Также были разработаны алгоритмы обработки изображений со множества слоев. Ученые отмечают, что при полноценном воплощении подобная камера может быть востребована в ряде применений. В частности, определение расстояния до объектов пригодится в робототехнике, а трехмерные изображения смогут продвинуть изучение биологических объектов, например, клеток. https://nplus1.ru/news/2020/02/06/transparent-graphene  
18 января 2020
User ImageГеннадий Орловский(75)%
16 января 2020 - Специалисты Real Graphene усовершенствовали традиционные батареи, добавив к ним графеновый слой, а также смешав с графеном литий. Получившаяся конструкция лучше проводит электричество и меньше нагревается. Это сокращает время полной зарядки стандартного аккумулятора до 20 минут и продлевает срок его жизни до 1500 циклов перезардки. Графен остается очень дорогим материалом, так что его использование повысит стоимость батареи и, соответственно, мобильного телефона примерно на 30%. Тем не менее, многие наверняка заплатят больше, чтобы получить устройство, которое быстрее заряжается и служит дольше. В будущем Real Graphene надеется заключить контракт с каким-либо из производителей мобильных телефонов. Идеальной для компании была бы сделка на поставку ограниченной партии аккумуляторов для устройств премиум-класса.
15 ноября 2018
User Image4teller(87)%
Ученые из Университета Райса разработали токопроводящий композиционный материал на основе графена. По сравнению с другими композиционными материалами с добавлением никеля или углеволокна, способными проводить электричество, композит на основе графена имеет бо́льшую жесткость, лучшие токопроводящие свойства и небольшую массу. Подробности о новом материале опубликованы в ACS Nano, а краткое изложение работы ученых приводит издание Nano Werk. При производстве современной электроники нередко необходимо использовать легкие токопроводящие композиционные материалы. Они могут применяться, например, для экранирования электроники или создания сложных многослойных плат. Токопроводящие свойства композитов можно регулировать добавлением проводящих электричество материалов, обычно углеволокна или металлической пыли. Увеличение доли таких добавок в конечном итоге может приводить к увеличению массы композита или даже существенному ухудшению его прочностных характеристик. Исследователи предложили вместо традиционных основ для композитов использовать графен. Для производства нового композиционного материала исследователи использовали смесь полиакрилонитрила (традиционно применяется для производства углеволокна) и порошка никеля. Эту смесь затем спрессовали и нагрели до температуры, при которой полиакрилонитрил через цепочку реакций превратился в графен. После нагрева никель из заготовки вытравили химическим способом. В итоге ученые получили графеновую губку, полости которой затем в вакуумной камере заполнили полимером. Получившийся композиционный материал по массе не отличался от обычного углеродного композита, но имел существенно большую токопроводность, которая составила около 14 сименсов на сантиметр. Позднее во время экспериментов исследователи добавили к графеновой губке углеродные нанотрубки, после чего залили ее полимером в вакуумной камере. В итоге получился композиционный материал с электрической проводимостью равной 41 сименсу на сантиметр.
Существующие похожие прогнозы
Примерно
4 августа 2022
прогноз сбудется
Техника и наука
Аэрокосмическое агентство США (NASA) одобрило строительство космического аппарата, который планируется отправить к металлическому астероиду Психея.
Не позднее
1 января 2021
прогноз сбудется
Техника и наука
Аналитики говорят о том, что поставки смартфонов в текущем году в глобальном масштабе серьёзно уменьшатся.
Примерно
31 декабря 2021
прогноз сбудется
Техника и наука
В Москве скоро заработают сертифицированные комплексы фотовидеофиксации, которые с помощью нейросети и Big Data смогут точно распознавать факт нарушения.
Когда-нибудь
прогноз сбудется
Техника и наука
Ученые из Финляндии создали прототип передвижной лаборатории, где смогли получить партию белка, используя для этого электричество, воду, углекислый газ и бактерии
Примерно
31 декабря 2020
прогноз сбудется
Техника и наука
В исходном коде для Andromeda OS, который появилась в Microsoft Store, упоминается устройство со сгибающимся экраном
Примерно
31 декабря 2021
прогноз сбудется
Техника и наука
Американских военных снабдят имплантом для борьбы с плохим самочувствием после перелёта, которое называют джетлагом.
Не позднее
20 декабря 2030
прогноз сбудется
Техника и наука
Военизация космоса становится актуальным вопросом на повестке дня — теперь и Франция заявляет о планах размещения оружия на орбите.
Не позднее
10 февраля 2022
прогноз сбудется
Техника и наука
Исследователи обратились за помощью к общественности для лучших интерпретаций гравитационных волн, производимых столкновениями двойных черных дыр.
Примерно
31 декабря 2021
прогноз сбудется
Техника и наука
Компания использует технологию microLED, что должно вывести качество картинки на новый уровень. Отличие от популярного сейчас OLED — в размере пикселей.
Когда-нибудь
прогноз сбудется
Техника и наука
Многоразовый суборбитальный корабль создается компаний «КосмоКурс» на средства частного инвестора из РФ. Бронировать места можно будет уже в 2018 году

Смотрите индивидуальную Ленту новостей, настроенную по вашим интересам

Настройте вашу ленту: подпишитесь на прогнозы и мнения авторов сайта, своих друзей, экспертов, СМИ или блогеров

Поиск будущих событий    Тенденции    Календарь    Завершенные прогнозы