작년까지 그래핀을 생산하기 위해 과학에 알려진 유일한 방법은 접착 테이프에 가장 얇은 흑연 층을 적용한 다음 베이스를 제거하는 것이었습니다. 이 기술을 "스카치 테이프 기술"이라고 합니다. 그러나 최근 과학자들은 새로운 재료를 얻는 더 효율적인 방법이 있음을 발견했습니다. 베이스로 구리, 니켈 또는 실리콘 층을 사용하기 시작한 다음 에칭으로 제거했습니다(그림 2). 이러한 방식으로 한국, 일본, 싱가포르의 과학자 팀이 너비 76cm의 직사각형 그래핀 시트를 만들었습니다. 연구자들은 탄소 원자의 단일층 구조 조각 크기에 대한 일종의 기록을 세웠을 뿐만 아니라 유연한 시트를 기반으로 하는 민감한 스크린도 만들었습니다.
그림 2: 에칭으로 그래핀 얻기
처음으로 그래핀 "플레이크"는 크기가 10마이크로미터에 불과했던 2004년에만 물리학자들에 의해 얻어졌습니다. 1년 전 오스틴에 있는 텍사스 대학의 로드니 루오프(Rodney Ruoff) 팀은 센티미터 크기의 그래핀 "조각"을 만드는 데 성공했다고 발표했습니다.
Ruoff와 동료들은 화학 기상 증착(CVD)을 사용하여 구리 호일에 탄소 원자를 증착했습니다. 선현환대 홍변희 교수 연구팀은 더 나아가 시트를 본격적인 화면 크기로 확대했다. 새로운 "롤" 기술(롤투롤 처리)을 통해 그래핀에서 긴 리본을 얻을 수 있습니다(그림 3).
그림 3: 적층된 그래핀 층의 고해상도 투과 전자 현미경 이미지.
물리학의 그래핀 시트 위에 접착성 고분자 층을 놓고 구리 기판을 용해한 다음 고분자 필름을 분리하여 단일 층의 그래핀을 얻었습니다. 시트에 더 큰 강도를 주기 위해 과학자들은 같은 방식으로 그래핀을 3층 더 "성장"했습니다. 결국, 결과물인 "샌드위치"는 전도성을 향상시키기 위해 질산으로 처리되었습니다. 새로운 그래핀 시트를 폴리에스터 기판 위에 놓고 가열된 롤러 사이를 통과합니다(그림 4).
그림 4: 그래핀을 얻기 위한 롤 기술
결과 구조는 빛의 90%를 투과하고 표준보다 전기 저항이 낮았지만 여전히 매우 고가의 투명 전도체인 ITO(인듐 주석 산화물)를 투과했습니다. 그런데 연구원들은 터치 디스플레이의 기초로 그래핀 시트를 사용하여 구조가 덜 깨지기 쉽다는 것을 발견했습니다.
사실 모든 성과에도 불구하고 기술의 상용화는 아직 멀었다. 투명 탄소나노튜브 필름은 꽤 오랫동안 ITO를 대체하기 위해 노력해 왔지만 제조업체는 필름 결함에 나타나는 "데드 픽셀" 문제를 해결하지 못하는 것 같습니다.
전기 공학 및 전자공학에서 그래핀의 사용
평면 패널 화면에서 픽셀의 밝기는 두 전극 사이의 전압에 의해 결정되며 그 중 하나는 뷰어를 향하고 있습니다(그림 5). 이 전극은 투명해야 합니다. 현재 투명전극을 생산하기 위해 주석이 도핑된 산화인듐(ITO)을 사용하고 있지만, ITO는 고가이며 가장 안정적인 물질이 아니다. 게다가, 세계는 곧 매장량의 인듐을 고갈시킬 것입니다. 그래핀은 ITO보다 투명하고 안정적이며, 그래핀 전극 LCD는 이미 실증되었다.
그림 5: 인가 전압에 따른 그래핀 스크린의 밝기
이 물질은 전자공학의 다른 영역에서도 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 2008년 4월 맨체스터의 과학자들은 세계에서 가장 작은 그래핀 트랜지스터를 시연했습니다. 완벽하게 정확한 그래핀 층은 재료의 저항을 제어하여 이를 유전체로 만듭니다. 개별 전자의 움직임을 제어하는 고속 나노 트랜지스터용 미세한 전원 스위치를 만드는 것이 가능해진다. 마이크로프로세서의 트랜지스터가 작을수록 더 빠르며 과학자들은 현대의 실리콘 마이크로 트랜지스터 기술이 거의 한계에 도달했다는 점을 감안할 때 미래 컴퓨터의 그래핀 트랜지스터가 분자 크기가 되기를 희망합니다.
그래핀은 우수한 전기 전도체일 뿐만 아니라 그것은 가장 높은 열전도율을 가지고 있습니다. 원자 진동은 세포 구조의 탄소 메쉬를 통해 쉽게 전파됩니다. 전자 장치가 견딜 수 있는 고온에는 한계가 있기 때문에 전자 장치의 방열은 심각한 문제입니다. 그러나 일리노이 대학의 과학자들은 그래핀 기반 트랜지스터가 흥미로운 특성을 가지고 있음을 발견했습니다. 열전 효과를 나타내어 장치의 온도를 낮춥니다. 이는 그래핀 기반 전자 장치가 방열판과 팬을 과거의 일로 만들 수 있음을 의미할 수 있습니다. 따라서 미래의 미세회로를 위한 유망한 재료로서 그래핀의 매력은 더욱 증가한다(그림 6).
그림 6: 온도를 측정하기 위해 그래핀-금속 접촉면을 스캔하는 원자력 현미경 프로브.
과학자들이 그래핀의 열전도도를 측정하는 것은 쉽지 않았다. 그들은 이산화규소 결정의 똑같은 작은 구멍 위에 3마이크론 길이의 그래핀 필름을 배치하여 온도를 측정하는 완전히 새로운 방법을 발명했습니다. 그런 다음 필름을 레이저 빔으로 가열하여 진동시킵니다. 이러한 진동은 온도와 열전도율을 계산하는 데 도움이 되었습니다.
과학자들의 독창성은 새로운 물질의 경이적인 특성을 사용하는 데 한계가 없습니다. 2007년 8월, 이를 기반으로 하는 모든 가능한 센서 중 가장 민감한 센서가 만들어졌습니다. 하나의 가스 분자에 반응할 수 있어 독소나 폭발물의 존재를 적시에 감지하는 데 도움이 됩니다. 외계인 분자는 그래핀 네트워크로 평화롭게 내려와 전자를 제거하거나 추가합니다. 결과적으로 과학자들이 측정한 그래핀 층의 전기 저항이 변합니다. 가장 작은 분자조차도 강한 그래핀 메쉬에 의해 갇힙니다. 2008년 9월 미국 코넬 대학의 과학자들은 가장 얇은 풍선과 같은 그래핀 막이 양쪽의 여러 기압의 압력차로 인해 어떻게 팽창하는지 시연했습니다. 그래핀의 이러한 특징은 다양한 화학 반응의 과정을 결정하고 일반적으로 원자와 분자의 거동을 연구하는 데 유용할 수 있습니다.
순수한 그래핀의 큰 시트를 얻는 것은 여전히 매우 어렵지만 탄소 층이 다른 요소와 혼합되면 작업을 단순화할 수 있습니다. 미국 노스웨스턴 대학교에서는 흑연이 물에 산화되어 용해되었습니다. 그 결과 종이와 같은 물질인 그래핀 옥사이드 종이(그림 7). 매우 어렵고 만들기도 쉽습니다. 산화 그래핀은 배터리 및 연료 전지의 내구성 있는 멤브레인으로 적합합니다.
그림 7: 산화 그래핀 종이
그래핀 멤브레인은 전자 현미경으로 연구 대상에 이상적인 기판입니다. 흠잡을 데 없는 세포는 이미지에서 균일한 회색 배경으로 병합되어 다른 원자가 명확하게 눈에 띕니다. 지금까지는 전자현미경으로 가장 가벼운 원자를 구별하는 것이 거의 불가능했지만, 그래핀을 기질로 하면 작은 수소 원자도 볼 수 있다.
그래핀의 활용 가능성은 무궁무진합니다. 최근 미국 노스웨스턴 대학의 물리학자들은 그래핀이 플라스틱과 혼합될 수 있다는 사실을 알아냈다. 그 결과 고온을 견딜 수 있고 기체와 액체에 영향을 받지 않는 얇고 초강력한 소재가 탄생했습니다.
적용 범위는 경량 주유소, 자동차 및 항공기용 예비 부품, 내구성 있는 풍력 터빈 블레이드의 생산입니다. 플라스틱은 식품을 포장하는 데 사용할 수 있어 오랫동안 신선하게 보관할 수 있습니다.
그래핀은 세계에서 가장 얇을 뿐만 아니라 가장 내구성이 강한 소재입니다. 뉴욕 컬럼비아 대학의 과학자들은 실리콘 결정의 작은 구멍 위에 그래핀을 배치하여 이를 확인했습니다. 그런 다음 가장 얇은 다이아몬드 바늘을 눌러 그래핀 층을 파괴하려고 시도하고 압력을 측정했다(그림 8). 그래핀은 강철보다 200배 더 강한 것으로 밝혀졌다. 달라붙는 필름만큼 두꺼운 그래핀 층을 상상한다면, 연필 끝의 압력을 견딜 수 있을 것입니다. 반대쪽 끝에서는 코끼리나 자동차가 균형을 이룰 것입니다.
그림 8: 그래핀 다이아몬드 바늘에 가해지는 압력
주사전자현미경으로 관찰한 그래핀 섬유. 순수한 그래핀은 전자레인지에서 산화 그래핀(GO)에서 회수됩니다. 스케일 40 μm(왼쪽) 및 10 μm(오른쪽). 사진: 양지은, Damien Voiry, Jacob Kupferberg / Rutgers 대학
그래핀은 탄소 원자 1개 두께의 층으로 형성된 탄소의 2D 변형입니다. 이 재료는 강도가 높고 열전도율이 높으며 독특한 물리적 및 화학적 특성을 가지고 있습니다. 그것은 지구상에서 알려진 어떤 물질보다도 가장 높은 전자 이동도를 보입니다. 이것은 그래핀을 전자 제품, 촉매, 배터리, 복합 재료 등을 포함한 다양한 응용 분야에 거의 이상적인 재료로 만듭니다. 요점은 작습니다. 산업적 규모에서 고품질 그래핀 층을 얻는 방법을 배우는 것입니다.
미국 Rutgers 대학의 화학자들이 기존의 전자레인지에서 산화 그래핀을 처리하여 고품질 그래핀을 생산하는 간단하고 빠른 방법을 발견했습니다. 이 방법은 놀라울 정도로 원시적이고 효과적입니다.
흑연 산화물은 다양한 비율의 탄소, 수소 및 산소의 화합물로 흑연을 강한 산화제로 처리할 때 형성됩니다. 흑연 산화물에 남아 있는 산소를 제거한 다음 순수한 그래핀을 2차원 시트로 얻으려면 상당한 노력이 필요합니다.
흑연 산화물은 강알칼리와 혼합되어 물질이 더욱 환원됩니다. 그 결과, 산소 잔류물이 있는 단분자 시트가 얻어진다. 이러한 시트는 일반적으로 산화 그래핀(GO)이라고 합니다. 화학자들은 GO( , , , )에서 과잉 산소를 제거하기 위해 여러 가지 방법을 시도했지만 이러한 방법으로 환원된 GO(rGO)는 여전히 매우 무질서한 물질로 남아 있으며 이는 화학 기상 증착(CVD)으로 얻은 실제 순수 그래핀과는 거리가 멉니다.
무질서한 형태에서도 rGO는 에너지 운반체( , , , , ) 및 촉매( , , , )에 유용할 가능성이 있지만 전자공학에서 그래핀의 고유한 특성을 최대한 활용하려면 GO에서 순수한 고품질 그래핀을 얻으려면
Rutgers 대학의 화학자들은 1-2초 마이크로파 펄스를 사용하여 GO를 순수한 그래핀으로 환원하는 간단하고 빠른 방법을 제공합니다. 그래프에서 알 수 있듯이 "마이크로파 환원"(MW-rGO)으로 얻은 그래핀은 CVD를 사용하여 얻은 가장 순수한 그래핀에 훨씬 더 가까운 특성을 가지고 있습니다.
순수한 산화 그래핀 GO, 환원된 산화 그래핀 rGO 및 화학 기상 증착(CVD) 그래핀과 비교한 MW-rGO의 물리적 특성. 실리콘 기판(A)에 증착된 일반적인 GO 플레이크가 표시됩니다. X선 광전자 분광법(B); 라만 분광법 및 MW-rGO, GO 및 CVD에 대한 라만 스펙트럼의 피크 비율 l 2D /l G에 대한 결정 크기(LA)의 비율.
rGO와 비교한 MW-rGO의 전자 및 전기촉매 특성. 삽화: 럿거스 대학교
MW-rGO를 얻기 위한 기술 프로세스는 여러 단계로 구성됩니다.
- 수정된 Hummers 방법에 의한 흑연의 산화 및 물에서 그래핀 산화물의 단일 층 플레이크에 대한 용해.
- 재료를 마이크로파 조사에 더 취약하게 만드는 GO 어닐링.
- 기존 1000W 전자레인지에서 1-2초 동안 GO 플레이크를 조사합니다. 이 과정에서 GO는 빠르게 고온으로 가열되어 산소기의 탈착과 탄소 격자의 우수한 구조화가 일어난다.
투과전자현미경 이미지는 1nm 스케일의 그래핀 시트의 구조를 보여줍니다. 왼쪽에는 산소 작용기(파란색 화살표)와 탄소층의 구멍(빨간색 화살표)을 포함하여 많은 결함이 있는 단일 층 rGO가 있습니다. 중앙과 오른쪽에는 완벽하게 구조화된 2층 및 3층 MW-rGO가 있습니다. 사진: 럿거스 대학교
전계 효과 트랜지스터에 사용될 때 MW-rGO의 뛰어난 구조적 특성은 최대 전자 이동도를 약 1500cm 2 /V·s로 증가시킬 수 있으며, 이는 현대의 높은 전자 이동도 트랜지스터의 뛰어난 성능과 비슷합니다.
전자 장치 외에도 MW-rGO는 촉매 생산에 유용합니다. 산소 발생 반응에서 촉매로 사용될 때 Tafel 계수의 매우 낮은 값(10년당 약 38mV)을 나타냅니다. MW-rGO 촉매는 100시간 이상 지속된 수소 발생 반응에서도 안정적으로 유지되었습니다.
이 모든 것은 산업에서 마이크로웨이브 감소된 그래핀의 사용에 대한 탁월한 잠재력을 시사합니다.
연구 자료 "용액박리 산화그래핀의 마이크로파 환원을 통한 고품질 그래핀" 2016년 9월 1일자 잡지 게재 과학(doi: 10.1126/science.aah3398).
그래핀은 연구원들에게 점점 더 매력적입니다. 2007년에 그래핀에 관한 797개의 기사가 있었다면 2008년의 첫 8개월 동안에는 이미 801개의 출판물이 있었습니다. 그래핀 구조 및 기술 분야에서 가장 중요한 최근 연구 및 발견은 무엇입니까?
현재까지 그래핀(그림 1)은 인류에게 알려진 가장 얇은 물질로 탄소 원자 두께가 1개에 불과합니다. 맨체스터 대학, Andre Game 및 Konstantin Novoselov의 연구원들이 연필 형태로 우리에게 친숙한 일반 결정질 흑연에서 층을 순차적으로 분리하기 위해 일반 접착 테이프를 사용하여 그것을 얻을 수 있었던 2004년 물리학 교과서와 우리의 현실에 들어왔습니다. 로드(부록 참조). 놀랍게도, 산화된 실리콘 기판 위에 놓인 그래핀 시트는 좋은 광학 현미경으로 볼 수 있습니다. 그리고 이것은 불과 몇 옹스트롬(1Å = 10 -10 m)의 두께에도 불구하고 그렇습니다!
그래핀은 특이한 광학적, 전기적, 기계적, 열적 특성을 가지고 있어 연구자와 엔지니어 사이에서 그 인기가 날로 높아지고 있습니다. 많은 전문가들은 가까운 장래에 실리콘 트랜지스터를 보다 경제적이고 고속인 그래핀 트랜지스터로 대체할 수 있다고 예측합니다(그림 2).
접착 테이프를 사용한 기계적 박리는 기초 연구를 위한 고품질 그래핀 층을 얻을 수 있고 그래핀을 성장시키는 에피택셜 방법이 전자 미세 회로에 대한 최단 경로를 제공할 수 있다는 사실에도 불구하고 화학자들은 용액에서 그래핀을 얻으려고 노력하고 있습니다. 저비용 및 높은 생산성 외에도 이 방법은 그래핀 층이 다양한 나노구조에 내장되거나 다양한 재료와 통합되어 나노복합체를 생성할 수 있도록 하는 널리 사용되는 많은 화학 기술의 문을 엽니다. 그러나 화학적 방법으로 그래핀을 얻을 때 극복해야 할 몇 가지 어려움이 있습니다. 첫째, 용액에 놓인 흑연을 완전히 분리해야 합니다. 둘째, 용액에서 박리된 그래핀이 시트의 모양을 유지하고 말리거나 서로 달라붙지 않도록 합니다.
어느 날 권위있는 잡지에서 자연독립적으로 작업하는 과학 그룹에 의해 두 개의 논문이 발표되었으며, 여기서 저자는 위의 어려움을 극복하고 용액에 현탁된 양질의 그래핀 시트를 얻을 수 있었습니다.
Stanford University(미국 캘리포니아)와 중국(중국)의 첫 번째 과학자 그룹은 흑연 층 사이에 황산과 질산을 도입한 다음(삽입 공정, 흑연 삽입 화합물 참조) 샘플을 1000°C로 빠르게 가열했습니다( 그림 3a) . 인터칼런트 분자의 폭발적인 증발은 많은 그래핀 층을 포함하는 얇은(수 나노미터 두께) 흑연 "플레이크"를 생성합니다. 그 후, oleum과 tetrabutylammonium hydroxide(HTBA)의 두 가지 물질이 그래핀 층 사이의 공간에 화학적으로 도입되었습니다(그림 3b). 초음파 처리된 용액에는 흑연과 그래핀 시트가 모두 포함되어 있습니다(그림 3c). 그 후 원심분리를 통해 그래핀을 분리하였다(Fig. 3d).
동시에 Dublin, Oxford, Cambridge의 두 번째 과학자 그룹은 인터칼런트를 사용하지 않고 다층 흑연에서 그래핀을 얻는 다른 방법을 제안했습니다. 이 기사의 저자에 따르면 가장 중요한 것은 N-메틸-피롤리돈과 같은 "올바른" 유기 용매를 사용하는 것입니다. 고품질 그래핀을 얻기 위해서는 용매와 그래핀 사이의 표면 상호작용 에너지가 그래핀-그래핀 시스템에서와 같도록 용매를 선택하는 것이 중요하다. 무화과에. 도 4는 그래핀의 단계적 제조 결과를 나타낸다.
두 실험의 성공은 올바른 인터칼런트 및/또는 용매를 찾는 데 달려 있습니다. 물론 흑연을 산화흑연으로 전환하는 등 그래핀을 얻기 위한 다른 기술도 있다. 그들은 흑연 기저면이 공유 결합된 산소 작용기로 코팅되는 "산화-박리-환원"이라는 접근 방식을 사용합니다. 이 산화된 흑연은 친수성(또는 단순히 수분을 좋아함)이 되며 수용액에서 초음파의 작용으로 개별 그래핀 시트로 쉽게 박리될 수 있습니다. 얻어진 그래핀은 기계적, 광학적 특성이 우수하지만 전기전도도는 "접착테이프 방식"(부록 참조)을 사용하여 얻은 그래핀의 전도도보다 몇 배나 낮습니다. 따라서, 그러한 그래핀은 전자공학에서 응용을 찾기 어려울 것이다.
위의 두 가지 방법을 통해 얻은 그래핀은 품질이 우수하고(격자에 결함이 적음) 결과적으로 전도성이 더 높은 것으로 나타났습니다.
최근에 그래핀 결정 격자의 개별 원자와 결함을 직접 관찰하기 위한 고해상도(최대 1Å의 분해능) 저에너지 전자 현미경(80kV)을 보고한 캘리포니아 연구원의 또 다른 성과가 도움이 되었습니다. 과학자들은 세계 최초로 그래핀의 격자 구조를 눈으로 볼 수 있는 그래핀의 원자 구조에 대한 고화질 이미지를 얻을 수 있었습니다(그림 5).
코넬 대학의 연구원들은 한 걸음 더 나아갔습니다. 그래핀 한 장에서 탄소 원자 1개 두께의 막을 만들고 풍선처럼 부풀릴 수 있었습니다. 이러한 막은 몇 기압의 가스 압력을 견딜 수 있을 만큼 충분히 강한 것으로 판명되었습니다. 실험은 다음과 같았다. 그래핀 시트는 반 데르 발스 힘으로 인해 실리콘 표면에 단단히 부착된 미리 에칭된 셀이 있는 산화된 실리콘 기판에 배치되었습니다(그림 6a). 이러한 방식으로, 가스가 보유될 수 있는 마이크로 챔버가 형성되었습니다. 그 후 과학자들은 챔버 내부와 외부의 압력차를 생성했습니다(그림 6b). 연구진은 표면에서 불과 몇 나노미터 높이의 막을 스캔할 때 바늘로 캔틸레버가 느끼는 편향력의 양을 측정하는 원자간력현미경을 이용하여 요철의 정도를 관찰할 수 있었다. 몇 기압까지 압력을 변경할 때 막(그림 6c-e).
그 후, 멤브레인은 압력 변화에 따른 진동 주파수를 측정하기 위해 소형 드럼으로 사용되었습니다. 고압에서도 마이크로챔버에 헬륨이 잔류하는 것으로 밝혀졌다. 그러나 실험에 사용된 그래핀은 이상적이지 않았기 때문에(결정 구조에 결함이 있음) 가스가 점차 멤브레인을 통해 스며들었다. 70시간 이상 지속된 실험 전반에 걸쳐 막 장력의 꾸준한 감소가 관찰되었습니다(그림 6e).
이 연구의 저자는 그러한 막이 다양한 응용 분야를 가질 수 있다고 지적합니다. 예를 들어 용액에 배치된 생물학적 물질을 연구하는 데 사용할 수 있습니다. 이를 위해서는 유기체의 생명 활동을 지원하는 용액의 누출이나 증발에 대한 두려움 없이 그래핀으로 그러한 물질을 덮고 현미경으로 투명한 막을 통해 연구하는 것으로 충분할 것입니다. 막에 원자 크기의 구멍을 만든 다음 확산 과정을 연구하여 개별 원자 또는 이온이 구멍을 통과하는 방법을 관찰하는 것도 가능합니다. 그러나 가장 중요한 것은 코넬 대학 과학자들의 연구를 통해 과학이 단일 원자 센서를 만드는 데 한 걸음 더 다가섰다는 것입니다.
그래핀에 대한 연구 수의 급속한 증가는 이것이 실제로 광범위한 응용 분야에 매우 유망한 물질임을 보여주지만 실제로 적용되기 전에 많은 이론과 수십 개의 실험이 여전히 구축되어야 합니다.
그래핀 시트의 불투과성 원자막(전체 텍스트 사용 가능) // 나노레터스. V. 8. 아니요. 8. P. 2458–2462(2008).
알렉산더 사마르닥
그래핀은 21세기의 혁신적인 소재입니다. 탄소 결합의 가장 강력하고 가장 가벼우며 가장 전기 전도성이 높은 버전입니다.
그래핀은 러시아 과학자들이 노벨상을 받은 맨체스터 대학의 콘스탄틴 노보셀로프(Konstantin Novoselov)와 안드레이 가임(Andrey Geim)에 의해 발견되었습니다. 현재까지 10년 동안 그래핀의 특성 연구에 약 100억 달러가 할당되었으며, 특히 반도체 산업에서 실리콘을 대체할 수 있다는 소문이 돌고 있다.
그러나 이 탄소질 물질과 유사한 2차원 구조는 화학 원소 주기율표의 다른 원소에서도 예측되어 최근에 이들 물질 중 하나의 매우 특이한 성질이 연구되고 있습니다. 그리고 이 물질을 "청인"이라고 합니다.
영국에서 일하는 러시아 토박이인 Konstantin Novoselov와 Andrey Geim은 2004년에 원자 1개 두께의 탄소 원자 두께의 반투명 층인 그래핀을 만들었습니다. 그 순간부터 거의 즉시 그리고 모든 곳에서 우리는 세상을 변화시키고 양자 컴퓨터의 생산에서 양자 컴퓨터의 생산에 이르기까지 다양한 분야에서 그 응용을 찾을 잠재력을 가진 물질의 다양한 놀라운 특성에 대한 찬가를 듣기 시작했습니다. 깨끗한 식수를 얻기 위한 필터. 15년이 지났지만 그래핀의 영향을 받는 세상은 변하지 않았습니다. 왜요?
집에 있는 첨단 기술. 노벨상 수상자인 Konstantin Novoselov는 즉석 재료로 직접 그래핀을 만드는 방법을 말했습니다. 과학계에서 화제를 모았고, 앞으로 요리부터 우주비행까지 모든 분야에서 활용될 수 있다.
물론 노벨상 수상자를 위한 무대를 만드는 것은 그래핀을 발명하는 것이 아닙니다. 사진 및 비디오 슬라이드를 표시하는 화면은 단 몇 분 만에 조립되었습니다. 프레임, 패스너, 이것이 바로 미니멀리즘의 마법입니다. Konstantin Novoselov는 최근의 가장 유명한 과학적 발견에 대한 이야기를 위해 일반 배낭에 장비를 가져왔습니다.
안에는 노트북이 있었다. 노벨 물리학상 수상자는 빛을 여행하는 데 익숙합니다. 청중의 첫 번째 질문과 즉시 상상력을 자극하는 답변. 거의 모든 사람이 장대한 미래가 예상되는 자료를 얻을 수 있다는 것이 밝혀졌습니다.
"좋은 흑연을 사면 됩니다. 원칙적으로 연필을 사용할 수 있지만 좋은 흑연을 사는 것이 좋습니다. 여기에 100달러를 쓸 것입니다. 실리콘 웨이퍼에 20달러, 테이프에 1달러를 써야 합니다. 121달러입니다. , 나는 당신이 놀라운 그래핀을 만드는 방법을 배우게 될 것이라고 약속합니다."라고 과학자는 말했습니다.
과학계가 즉시 이 발견에 대해 말한 것은 우연이 아닙니다. 독창적인 모든 것은 간단합니다. 흑연 기반 재료는 전자 제품에 혁명을 일으킬 수 있습니다. 우리는 이미 현대의 가제트가 하나의 장치에 휴대폰, 컴퓨터 및 카메라라는 사실에 익숙합니다. 그래핀을 사용하면 이러한 장치가 훨씬 얇아지고 투명하고 유연해집니다. 물질의 고유한 특성으로 인해 이러한 장치는 떨어뜨릴 염려가 없습니다.
노벨상 수상자는 "매우 흥미로운 전자적 특성을 갖고 있다. 트랜지스터에 사용할 수 있다. 특히 많은 기업에서 이 소재로 고속 트랜지스터를 만들어 이동통신 등에 사용하려고 노력하고 있다"고 설명했다.
전문가에 따르면 미래에는 이 소재가 모든 전자 장치에서 점차적으로 사용되지 않는 실리콘을 완전히 대체할 수 있을 것이라고 합니다. 지금까지 이 기술은 기적처럼 보입니다. 그러나 최근에는 LCD TV나 인터넷에서도 동일한 놀라움이 발생했습니다. 그건 그렇고, 그래핀을 사용하는 월드 와이드 웹은 10배 빨라질 것입니다. 생물학에서는 새로운 물질과 함께 DNA의 화학 구조를 해독하는 진보적인 기술이 나타날 것입니다. 초경량 및 고강도 그래핀의 사용은 항공 및 우주선 건설에 응용될 것입니다.
Novoselov는 "가장 얇고, 가장 내구성이 있으며, 가장 전도성이 높은 물질입니다. 가장 침투하기 어렵고 가장 신축성이 있는 물질입니다. 일반적으로 가장 중요한 것은 그래핀일 것입니다."라고 강조했습니다.
그래핀을 이용한 진보된 실험으로 노벨 물리학상은 2010년에 수여되었습니다. 과학 연구의 산물이 된 물질이 학술 연구실에서 산업 생산으로 빠르게 옮겨가는 것은 이번이 처음이다. 러시아에서는 Konstantin Novoselov의 발전에 대한 관심이 이례적입니다. 북마켓 페스티벌의 현장이자 고리키 공원은 누구에게나 열려있습니다. 그리고 진정한 과학을 위한 시원한 날씨와 비는 방해가 되지 않습니다.
