Инженеры дизайн-центра электроники «Север» Физико-технического института Северо-Восточного федерального университета (СВФУ) разработали технологию быстрого джоулева нагрева (преобразования электроэнергии в тепло) для получения высококачественного турбостратного графена. Синтезированный материал обладает выдающейся электропроводностью и перспективен для применения в современной электронике и энергетике.
«Графен — материал будущего для электроники и энергетики, для его использования необходимо наладить его крупномасштабное и экономически выгодное производство. Решением является турбостратный графен (тГ), который по свойствам близок к идеальному монослойному графену, но проще в получении, — рассказал руководитель проекта, ведущий научный сотрудник дизайн-центра Айсен Прокопьев. — Предложенный нами метод позволяет получить турбостратный графен более высокого качества. Особенность метода — в гораздо более мощном и быстром нагреве при использовании высокого электрического разряда».
Исследователи СВФУ развивают перспективное мировое направление мгновенного джоулева нагрева (Flash Joule Heating). Для этого в лаборатории был сконструирован собственный экспериментальный прибор. В результате ученым удалось впервые в мире синтезировать турбостратный графен с рекордными микрометровыми доменами — это наивысший показатель среди всех известных аналогов, получаемых методом джоулева нагрева. Итоги работы опубликованы в журнале MDPI Nanomaterials (Q1).
Как отметили в дизайн-центре «Север», полученный материал демонстрирует превосходную проводимость и это открывает возможности для его использования в электродах суперконденсаторов.
«В работе установлен новый стандарт качества для масштабируемых методов. Мы предложили более доступную и статистически надежную комбинацию методов анализа: рентгеноструктурный анализ (XRD), рамановское картирование и атомно-силовую микроскопию (AFM), — добавил Айсен Прокопьев. — Это позволит лабораториям по всему миру точно характеризовать турбостратный графен без необходимости в дорогостоящем сложном оборудовании».
Дизайн-центр «Север» был создан благодаря поддержке индустриального партнера АО «Элемент» в 2022 году.
Проект реализуется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (национальный проект «Молодежь и дети»).
Использовано фото СВФУ
