• 
•  © cdn25.img.ria.ru

Ученые из Новосибирска нашли возможное объяснение многим странностям в том, как графен проводит электрический ток, изучая поведение и взаимодействие электронов внутри этого плоского материала. Их выводы были изложены в статье, опубликованной в журнале Physica E.

Графен представляет собой одиночный слой атомов углерода, соединенных между собой структурой химических связей, напоминающих по своей геометрии структуру пчелиных сот. Константин Новоселов и Андрей Гейм, работающие в Великобритании выходцы из России, получили Нобелевскую премию 2010 года по физике за создание этого материала.Он обладает массой парадоксальных и уникальных свойств. К примеру, графен проводит электрический ток и тепло лучше, чем металлы, несмотря на его абсолютно малую толщину, невероятно прочен и прозрачен для видимого света, а также он обладает крайне необычными полупроводниковыми свойствами в комбинации с другими «плоскими» материалами.

Ноябрьский новосибирский Академгородок встречал меня чистейшим сосновым воздухом,пушистым снегом и температурой минус 26 градусов. Сразу вспомнилось, как почти 35 лет назад я прилетел сюда с фанерным чемоданчиком в знаменитый физико-математический интернат.

• 
•  © www.popmech.ru

Каждый год в Академгородок стекались сотни победителей школьных олимпиад. Идея создателя новосибирского Академгородка, легендарного академика Лаврентьева, была проста в теории и невероятно сложна в реализации — собрать в одном месте множество академических институтов, мощный университет и школу, талантливых ученых, современные производства и за счет кумулятивной энергии совершить прорыв в сфере высоких технологий. Лаврентьеву удалось почти все, за исключением одного — высокотехнологичных производств в Академгородке так и не появилось.

Я прилетел в Академгородок на саммит по наномодифицированным материалам по приглашению Юрия Коропачинского, моего университетского приятеля, а ныне президента компании с труднопроизносимым названием OCSiAl. Откровенно говоря, разнообразных конференций по нанотехнологиям я навидался, про нанокирпичи и наноноски уже писал, поэтому полетел в Сибирь с одной целью — встретиться с Юрием, которого не видел лет двадцать. Но проведенные в Академгородке два дня сильно изменили мое представление о мире, в котором мы живем, а еще больше — о мире, в котором нам предстоит жить.

• 
•  © storage.tpu.ru

Ученые Томского политехнического университета вместе с зарубежными коллегами нашли способ модифицировать сверхтонкий проводник электричества и тепла — графен, не разрушая его. Благодаря новому способу ученым удалось синтезировать на образцах графена хорошо структурированный полимер с сильной ковалентной связью. Такой структуре авторы дали название «полимерный ковер». Вся структура обладает высокой стабильностью, она меньше подвержена деградации со временем, что делает исследование перспективным для развития органической гибкой электроники. Кроме того, если поверх «наноковра» добавить слой дисульфид молибдена, то полученная структура генерирует электрический ток под действием света. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Materials Chemistry C (IF: 5,256; Q1).

Графен — одновременно самое прочное, легкое и электропроводящее соединение углерода. Он может использоваться при создании солнечных батарей, экранов смартфонов, гибкой и тонкой электроники и даже в фильтрах для воды, поскольку графеновая пленка пропускает молекулы воды и при этом задерживает все остальные соединения. Для успешного применения графена необходимо встраивать его в сложные структуры. Однако это непросто. Как отмечают ученые, сам по себе графен достаточно стабилен и плохо вступает в реакции с другими соединениями. Чтобы соединить его с другими элементами, то есть модифицировать его, графен разрушают. Это сказывается на свойствах полученных материалов. «При разрушении графена нужно быть очень осторожным. Если перестараться, то теряются уникальные свойства графена. Поэтому мы решили пойти по другому пути».

• 
• Иллюстрация к статье Российские физики научились делать нанопоры в графене

Международный коллектив физиков при участии исследователей из Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» провел серию экспериментов по бомбардировке графена быстрыми тяжелыми ионами. Результаты показывают, что это позволяет пробивать в графене нанопоры контролируемого диаметра.

Итоги экспериментов по бомбардировке графена быстрыми тяжелыми ионами, проведенных физиками НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами из Университетов Хельсинки и Аалто (Финляндия), Университета Ноттингэм (Великобритания), Университета Дуйсбург-Эссен (Германия), Венского Университета (Австрия), Центра по изучению ионов, материалов и фотоники CIMAP (Франция), Института Руджера Бошковича и Института физики ионных пучков и исследований материалов (Германия) были опубликованы в журнале Carbon.

Международная группа физиков, в которую входят и российские ученые, впервые экспериментально получила двумерный материал, то есть состоящий из слоя в один атом, с квадратной кристаллической решеткой. Результат получен с помощью оксида меди, на основе графена. Об этом во вторник сообщает пресс-служба Национального исследовательского технологического университета «МИСиС».

"До сих пор ученым удавалось синтезировать только материалы с гексагональной решеткой — например, различные производные графена или нитрид бора. Плоская квадратная решетка металла неустойчива, однако соединение меди с кислородом стабилизировало ее", — сказал руководитель теоретической части работы, ведущий научный сотрудник лаборатории «Неорганические наноматериалы» МИСиС, доктор физико-математических наук Павел Сорокин, слова которого приводит пресс-служба.

Результаты работы международной команды, в которую вошли российские ученые из МИСиС, Технологического института сверхтвердых и новых углеродных материалов, Института биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН и их зарубежные коллеги из японского института NIMS, опубликованы в научном журнале NanoScale.

Российские ученые вместе с коллегами из Японии разработали транзисторы на основе двухслойного графена и показали, что те обладают рекордно низким энергопотреблением. Тактовая частота процессоров на основе таких транзисторов может увеличиться на два порядка, сообщает пресс-служба МФТИ.

Создание транзисторов, способных переключаться при малых напряжениях (менее 0,5 вольт), является одной из главных задач современной электроники. Наиболее перспективными кандидатами для ее решения часто считают туннельные транзисторы, но в большинстве полупроводников туннельный ток так мал, что не позволяет использовать транзисторы на их основе в реальных схемах. Авторы исследования показали, что эти ограничения можно обойти в новых туннельных транзисторах на основе двухслойного графена.

«При оптимальных условиях графеновый транзистор может менять силу тока в цепи в 35 тысяч раз при колебании напряжения на затворе всего в 150 милливольт», — говорится в пресс-релизе. «Такое маленькое рабочее напряжение означает не только то, что мы можем сэкономить электричество — электроэнергии у нас хватает, — приводятся в пресс-релизе слова ведущего автора исследования, заведующего лабораторией оптоэлектроники двумерных материалов МФТИ Дмитрия Свинцова. — При меньшем энергопотреблении электронные компоненты меньше нагреваются, а, значит, могут работать с более высокой тактовой частотой — не 1 ГГц, а, например, 10 или даже 100».

Фото: Kacper Pempel / Reuters

Российские исследователи из Института органической химии имени Н. Д. Зелинского выяснили, что графен способен экранировать химическое взаимодействие на молекулярном уровне. Кратко об этом рассказывается в пресс-релизе ИОХ РАН, а подробно — в журнале Physical Chemistry Chemical Physics.

Российские исследователи прояснили, что молекулы, находящиеся по разные стороны от листа графена, не могут непосредственно реагировать между собой, но могут чувствовать влияние друг друга через графеновый слой (толщина листа графена равна одному атому).

Неизвестную ранее объёмную наноструктуру на поверхности графита исследовал Ростислав Лапшин, научный сотрудник зеленоградского НИИ Физических проблем. Её применение перспективно для конструирования микро- и наноприборов, от сверчувствительных датчиков до устройств секвенирования и манипулирования ДНК, а также для безопасного хранения водорода.

Учёный обнаружил новую наноструктуру, изучая поверхность графита с помощью сканирующего туннельного микроскопа (СТМ), сообщил strf.ru. Кристаллы графита представляют собой, фактически, стопку листов графена — монослоёв атомов углерода с гексагональной двумерной кристаллической решёткой. В микроскоп обычно наблюдают однообразные плоские области, лишь иногда содержащие углеродное волокно, сверхрешётку или сеть дислокаций.

© Фото: МФТИ

Московский физико-технический институт (МФТИ) патентует в США биосенсорные чипы на основе графена, оксида графена и углеродных нанотрубок, которые позволят увеличить точность анализа биохимических реакций и ускорят поиск новых жизненно важных лекарственных средств, сообщает пресс-служба МФТИ.

Американское патентное ведомство опубликовало заявку на патент № 20150301039, поданную МФТИ в мае этого года. В заявке описаны «биологический сенсор и способ создания биологического сенсора». В России эта разработка уже защищена патентом № 2527699 с приоритетом от 20 февраля 2013 года.

Принципиально новый чип на основе оксида графена позволяет тестировать лекарственные препараты вне живого организма. Технология может произвести революцию в создании новых лекарств и помочь врачам в ближайшем будущем победить неизлечимые заболевания.

Ученые из лаборатории нанооптики и плазмоники МФТИ создали на основе оксида графена сверхчувствительный биосенсор, который открывает новые возможности в медицине и фармацевтике — он поможет в создании новых лекарств и вакцин от опасных инфекционных заболеваний, таких как ВИЧ, гепатиты, герпес, а также рака и многих других болезней. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

Ученые из МФТИ предложили способ создания из графена алмазных пленок — сверхпрочных и в то же время гибких, — которые могут использоваться для защиты поверхностей в наноэлектронике и во многих других сферах. Результаты исследования опубликованы в журнале «Химия и химическая технология».

Группа под руководством Павла Сорокина — сотрудники факультета молекулярной и химической физики МФТИ и Технологического института сверхтвердых и новых углеродных материалов в Троицке (ТИСНУМ) — занимается компьютерным моделированием и предсказанием свойств кристаллических материалов. В частности, они изучают так называемые двумерные материалы — кристаллические пленки толщиной в несколько атомов, свойства которых могут резко отличаться от «трехмерных».

Российские ученые из Института органической химии имени Зелинского Российской академии наук под руководством профессора Валентина Ананикова разработали эффективный метод визуализации дефектов на поверхности графена и других углеродных материалов, позволяющий за короткое время локализовать тысячи дефектов с помощью стандартной техники микроскопического исследования. Это важно для понимания физико-химических и механических свойств материалов и является одной из основных задач современных нанотехнологий.

Метод, предложенный учеными, основан на свойстве наночастиц металлов, которые избирательно адсорбируются по краям дефектов, в результате чего контуры дефектов «прочерчиваются» цепочками металлических наночастиц, и их видно в электронный микроскоп.

С помощью этого подхода химикамудалось установить, что на поверхности углеродных материалов дефекты располагаются не хаотически, а образуют упорядоченные структуры.

Работа выполнена учеными с участием международного исследовательского коллектива, а ее результаты опубликованы в журнале Chemical Science Королевского химического общества Великобритании и отмечены на его обложке.

Исследователи из Университета ИТМО, ФТИ им. А.Ф. Иоффе вместе с иностранными коллегами из Германии и Швеции обнаружили неизученное свойство пленок графена, выращенных на подложках из карбида кремния. Ученым удалось наблюдать эффект квантования движения электронов в пленках графена толщиной всего 1−2 атомных слоя. Данное свойство оказывает существенное влияние не спектр поглощения графена и должно быть учтено при создании оптоэлектронных приборов будущего поколения на основе этого уникального материала. О результатах исследования ученые сообщили в журнале Carbon.

Московский институт проблем химической физики – место, где рождается настоящий материал будущего. Исследуя процессы взрыва различных веществ, ученые научились синтезировать углеродные нанотрубки. Они настолько прочны, что являются единственно возможным материалом для строительства космического лифта – футуристического проекта по доставке грузов на орбиту Земли.

Ранее об этом здесь: https://sdelanounas.ru/blogs/16636/

Российские ученые сделали важный шаг в развитии технологий производства принципиально новых материалов. В Институте проблем химической физики РАН разработали новые методы создания однослойных углеродных нанотрубок. Значение технологии сложно переоценить – сверхпрочные нанотрубки с уникальными свойствами нужны во всех промышленных отраслях.

Авторов разработки наградили в Москве в рамках международного форума "Высокие технологии XXI века". О том, что собой представляют углеродные нанотрубки, как они применяются и как их делают, в интервью каналу "Россия 24" рассказал руководитель научной группы Института, доктор физико-математических наук Анатолий Крестинин. (ВИДЕО)