В Межвузовском кампусе Уфы начнут работу над полупромышленным синтезом графена

Лаборатория технологии углеродных материалов и спектроскопии УГНТУ Межвузовского кампуса Уфы приступает к созданию полупромышленного производства графена. Сейчас ученые ищут оптимальные технологические режимы для получения высококачественного материала. Графен славится своей исключительной прочностью, гибкостью и проводимостью, превосходя медь и сталь. Этот материал находит применение в сверхбыстрой электронике, легких и прочных материалах, новых аккумуляторах и медицинских технологиях.

"Графен — это невероятно ценный материал, и его производство из доступного нефтехимического сырья играет важную роль для промышленности нашей республики в современных условиях", — отметил заместитель Премьер-министра Правительства Республики Башкортостан Александр Шельдяев, министр промышленности, энергетики и инноваций. Он подчеркнул, что работа в этой области обещает значительные результаты.

Графен, в отличие от обычной печной сажи, обладает уникальными наноструктурными свойствами. Его частицы имеют толщину всего 7-25 нанометров, что делает их легко распределяемыми в различных материалах. Добавление даже небольшого количества графена (от 0,01 до 0,001%) значительно улучшает плотность, износостойкость и устойчивость к нагрузкам и деформациям.

Этот материал находит широкое применение в дорожном строительстве, улучшая свойства битума. Графен также используется в композиционных материалах на основе резины и пластика, а турбостратный графен применяется в производстве спортивных товаров, автомобильных и авиационных компонентов. Например, шины с добавлением графена служат в 100 раз дольше. Кроме того, графен усиливает антикоррозионные покрытия и повышает прочность сплавов.

Два года назад в УГНТУ была запущена уникальная установка для синтеза графена из углеродного сырья. Она представляет собой плазмотрон с мощными импульсными разрядами, создающими плазму с температурой до 5500°C (для сравнения, температура на поверхности Солнца — 5600°C). В этих условиях печная сажа разлагается на атомы углерода, из которых плазмой формируются кристаллы графена. Лаборатория подбирает параметры для получения высококачественного продукта.

"Наша установка имеет несколько ключевых преимуществ: простота производства, низкая стоимость (сажа стоит недорого) и высокое качество графена", — говорит Михаил Доломатов, начальник лаборатории технологии углеродных материалов и спектроскопии Центра углеродных технологий УГНТУ. Он также отметил, что установка в США работает от каскада трансформаторов, а наша — от сети 220 вольт, и графен получается более качественным, чем у многих зарубежных лабораторий.

За последний год были получены четыре патента на изобретения. Эксперименты на лабораторной установке завершены, и теперь ведется подготовка к полупромышленному, а затем и промышленному производству турбостратного графена.