Промышленный синтез графена начнут в Межвузовском кампусе Уфы
Установка для синтеза продукта превосходит зарубежные аналоги
Лаборатория технологии углеродных материалов и спектроскопии Уфимского государственного нефтяного технического университета (УГНТУ) Межвузовского кампуса Уфы начнет работу над полупромышленным синтезом графена. Сейчас идет поиск наилучших технологических режимов, чтобы получать больше этого продукта высокого качества, сообщает пресс-служба правительства РБ.
Графен обладает уникальной прочностью, гибкостью и проводимостью, превосходящей медь и сталь. Он нужен для создания сверхбыстрой электроники, лёгких и прочных материалов, новых аккумуляторов и медицинских технологий.
В отличие от печной графеновая сажа обладает наноструктурой с очень тонкими, порядка 7-25 нанометров, частицами. Один нанометр - миллиардная часть метра, поэтому он хорошо распределяется в материалах. Когда такой графен добавляют в любой другой материал, например, в бетон, пластмассу, сплавы металлов, он значительно улучшает его свойства. Достаточно от одной до нескольких сотых долей процента - и возрастает плотность, износостойкость, устойчивость к нагрузкам и деформации.
Графеном можно улучшать свойства битума в дорожном строительстве и композиционных материалов на основе резины и пластика. Турбостратный графен применяют для производства резиновых мячей, клюшек и покрытий в спорте, корпусов автомобилей и фюзеляжей самолетов. Износ шин с графеном уменьшается в 100 раз. Кроме того, он усиливает свойства антикоррозионных покрытий и повышает прочность сплавов.
Работу над уникальной установкой, превосходящей американские и китайские аналоги, предназначенной для синтеза графена из углеродного сырья, ученые начали два года назад. Она представляет собой плазмотрон, в котором с помощью очень мощных импульсных разрядов создается электрическое поле. На тысячные доли секунды возникает плазма с температурой до 5,5 тыс. градусов Цельсия, что на 0,1 тыс. ниже температуры на поверхности Солнца. В этих условиях печная сажа разлагается на атомы углерода, затем плазма заданной мощности сама создает из них красивую конструкцию кристаллов графена. Все зависит от времени выдержки образца в плазме и мощности разряда.
Как пояснил начальник лаборатории технологии углеродных материалов и спектроскопии Центра углеродных технологий УГНТУ Михаил Доломатов, установка синтеза графена превосходит зарубежные аналоги. Ее отличают простота производства, дешевизна (сажа стоит очень немного) и высокое качество графена.
За последний год получены четыре патента на изобретение. Завершаются эксперименты на лабораторной установке, синтез турбостратного графена готовится к выходу на полупромышленный, а затем и промышленный уровень производства. Лаборатория занимается подборкой параметров, необходимых для того, чтобы получить графен высокого качества.