Успеху графена мешают частицы кремния

16.12.2018

Выйдя из лабораторий в массовое производство, графен должен был произвести революцию. Однако и графен, и оксид графена уже несколько лет производят в промышленных масштабах, а ожидаемого прорыва так и не произошло. Устройства, в которых используется графен, до сих пор показывали совсем не такие превосходные результаты, как ожидалось.

Сырьем для промышленного производства графена служит очищенная от примесей разновидность графита. Рухолла Джалили (Rouhollah Jalili), Дорна Исрафилзаде (Dorna Esrafilzadeh) и их коллеги из Мельбурнского королевского технологического университета и иранского НИИ фундаментальных наук сравнили два графена: промышленный и тот, который создали в лаборатории из чистейшего графита. Сканирующая просвечивающая электронная микроскопия показала, что во всех коммерческих образцах есть примеси кремния. Частицы кремния попадают в графен из исходного сырья, поясняют авторы в недавней публикации в Nature. Ситуацию усугубляет то, что коммерческие производители графена перешли на относительно дешевое сырье, которое как раз и содержит примеси.

А чем же вредит кремний графену? Специалисты считают, что кремний, в частности, препятствует взаимодействию молекул жидкостей с поверхностью двумерного материала. В итоге сенсоры влажности на основе графена оказываются не такими чувствительными, как в теории, а конденсаторы из графена с примесями имеют меньшую емкость. Исследователи попытались очистить коммерческий графен от кремния в растворе щелочи, однако слой загрязнителя оказался прочным, а едкий раствор нарушал структуру двумерного материала.

Так что единственный способ избежать загрязнения - это использовать сверхчистое сырье. Авторы работы создали и протестировали датчик влажности и конденсатор из почти идеального по чистоте графена. Характеристики датчика оказались лучше, чем у каких-либо других известных сенсоров из двумерного материала, а конденсатор и вовсе оказался с рекордной емкостью, почти совпадающей с той, что предсказана теоретически.

<< Назад: Еда из воздуха 16.12.2018

>> Вперед: Смертельная опасность обычной пыли 15.12.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Маргарин повышает риск старческого слабоумия 13.06.2025

Деменция, или старческое слабоумие, остается одной из самых серьезных и необратимых проблем современного здравоохранения. Несмотря на прогресс в медицине, эффективных методов лечения пока нет, поэтому особое внимание уделяется выявлению факторов риска и мерам профилактики. Среди них важную роль играют привычки питания, которые могут как снизить, так и повысить вероятность развития нейродегенеративных заболеваний. Одним из спорных продуктов, вызывающих все больше опасений, является маргарин - популярная замена сливочному маслу. Несмотря на свою распространенность, маргарин подвергается интенсивной химической обработке. По мнению Дэвида Винера, специалиста по фитнесу и здоровому образу жизни, работающего с приложением Freeletics на базе искусственного интеллекта, именно содержащийся в маргарине диацетил способен вызывать слипание белка бета-амилоида, который играет ключевую роль в патогенезе деменции и болезни Альцгеймера. Винер утверждает, что этот компонент не только способствует аг ...>>

Контактные линзы с инфракрасным зрением 13.06.2025

Инфракрасный свет представляет собой часть электромагнитного спектра с длиной волны более 700 нанометров - это волны, которые находятся за пределами видимого человеческому глазу диапазона. Благодаря своим свойствам инфракрасный свет широко используется в различных технологиях, от ночного видения до тепловизоров. Однако человеческий глаз не имеет способности воспринимать эти длинноволновые излучения, поэтому для наблюдения инфракрасного света до сих пор требовались громоздкие приборы, такие как ночные очки или камеры с инфракрасными детекторами. Это ограничивало их применение в повседневной жизни и профессиональной деятельности. Недавно команда ученых из Университета науки и технологий Китая под руководством нейроученого Тяня Сюэ разработала инновационные контактные линзы с наночастицами, способными преобразовывать инфракрасный свет в видимый. Этот процесс называется "восходящим преобразованием" (upconversion) - наноматериалы внутри линз меняют длинные инфракрасные волны на короткие ...>>

Ультратонкие водородные мембраны 12.06.2025

Водородные технологии приобретают все большее значение в глобальном переходе к экологически чистой энергетике. Одним из ключевых элементов таких систем являются мембраны, через которые происходит транспорт ионов в топливных элементах. Недавние разработки норвежской исследовательской лаборатории SINTEF открывают новые горизонты в этой области, предлагая ультратонкие мембраны, которые не только повышают эффективность, но и уменьшают затраты и вредное воздействие на окружающую среду. Новая мембрана, представленная специалистами SINTEF, имеет толщину всего 10 микрометров, что составляет примерно две трети от стандартной толщины в 15 микрометров. В пресс-релизе лаборатории описывается, что такой тонкий материал кажется сопоставимым с легчайшим листом бумаги формата А4, который при этом прочнее и тоньше многих аналогов. Этот значительный шаг вперед позволит существенно сократить себестоимость производства топливных элементов - примерно на 20%. При этом снижение толщины мембраны никак н ...>>

Мурчание одомашненных кошек 12.06.2025

Мурчание - один из самых узнаваемых и любимых звуков, исходящих от домашних кошек. Однако удивительно, что далеко не все мурлыкают одинаково, и причины этого долго оставались неясными. Недавнее исследование, проведенное учеными из Университета Киото в Японии, проливает свет на биологические основы этого явления, связывая его с определенными генетическими особенностями. В ходе работы ученые проанализировали поведение 280 домашних кошек, включая стерилизованных и кастрированных особей, а также представителей смешанных пород, живущих в домашних условиях. Основное внимание уделялось исследованию гена андрогенного рецептора, который, как оказалось, играет значительную роль в различиях между кошками по уровню мурчания. Оказалось, что особи, у которых присутствует короткий вариант этого гена, мурлычут заметно больше, чем те, у кого ген имеет длинную форму. Особенно интересно, что самцы с коротким типом гена проявляли более активное вокальное общение с людьми. Это свидетельствует о том, ...>>

Квантовая гравитация с холодным зеркалом 11.06.2025

Вопрос о том, как именно гравитация проявляется на квантовом уровне, долгое время оставался одной из самых больших загадок современной физики. Несмотря на успехи в квантовой механике и теории относительности, ученым до сих пор не удалось разработать полноценную квантовую теорию гравитации. Для этого необходимо понять, ведет ли себя гравитация как классическая сила или же подчиняется законам квантовой физики. В недавнем эксперименте исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) сделали важный шаг в этом направлении, охладив крошечный механический маятник до почти абсолютного нуля и изучив его поведение с невиданной точностью. Дончел Шин, исследователь из MIT, поясняет, что на сегодняшний день нет четкого способа проверить квантовую природу гравитации в лаборатории. Главной задачей является создание таких механических систем, которые одновременно достаточно массивны, чтобы ощутить влияние гравитации, и достаточно "квантовы", то есть лишены классического шума, чтобы ...>>

Случайная новость из Архива Смартфон заряжается 10 минут и работает целый день 05.10.2013 Японский оператор Softbank анонсировал смартфон Arrows A 301F, способный проработать целый день после зарядки в течение 10 минут. Произведенный Fujitsu смартфон Arrows A 301F оснащен 5-дюймовым дисплеем формата 1080p, процессором Qualcomm Snapdragon 800, 2 ГБ оперативной памяти, камерой с разрешением 13 МП и встроенной памятью емкостью 64 ГБ, которую можно расширить картами памяти microSD. Сзади на смартфоне имеется сканер отпечатка пальца. Емкость аккумулятора составляет 2600 мАч. Работает смартфон под управлением операционной системы Android 4.2 Jelly Bean. Время автономной работы модели от полностью заряженной аккумуляторной батареи составляет 3 дня, утверждают в Softbank. Оператор не уточнил, каким образом обеспечивается один день автономной работы от 10 минут заряда. Вероятно, в Arrows A 301F присутствует технология Quick Charge 2.0. Технология Quick Charge 2.0, представленная в феврале 2013 г., позволяет значительно сократить время зарядки аккумуляторов мобильных устройств - выполнять зарядку до 75% быстрее по сравнению с устройствами, в которых данная технология отсутствует. Quick Charge 2.0 представляет собой отдельный контроллер либо контроллер в составе схемы электропитания процессоров семейства Snapdragon 800. Необходимо, чтобы технология поддерживалась не только смартфоном, но и зарядным устройством. В Softbank уточнили, что смартфон поставляется с новым зарядником. В компании Qualcomm планируют сделать технологию Quick Charge максимально распространенной, добавив ее практически во все выпускаемые зарядники, подключаемые к смартфонам по интерфейсу micro-USB.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025