Графен - один из самых важных и многообещающих материалов современности. Эта двумерная углеродная пленка невероятно прочна, обладает массой полезных свойств и может применятся в самых разных сферах - от электроники до медицины и космических технологий. В общем, это настоящая технологическая панацея.
Увы, имеется проблема. Производство графена слишком дорого, токсично и небезопасно для его повсеместного применения. Но, кажется, только что эту проблему решили. Австралийские ученые из Мельбурнского королевского технологического университета (RMIT) придумали, как получать графен из эвкалипта.
Как это работало до сих пор
Единственный способ быстрого и массового получения графена - химический. Графен восстанавливают из оксида. Этот оксид получается из графита - повсеместно распространенной формы углерода. На графит воздействуют сильными кислотами, в результате чего образуется оксид с примесями различных кислород- и водородсодержащих групп.
Следующим шагом этот оксид помещают в щелочь. В результате вещество распадается на отдельные листы оксида графена. И уже этот обработанный щелочью оксид нужно избавить от связей с кислородом, чтобы он превратился в готовый графен.
Увы, нужной химической реакции можно добиться лишь с применением взрывчатых или токсичных соединений - борогидрида натрия, гидразин-гидрата и диметилгидразина. Из-за этого химическое производство графена невероятно сложно реализовать в крупных масштабах. Ведь большая графеновая фабрика представляла бы собой колоссальную угрозу для людей и окружающей среды.
Какой метод предлагают австралийцы
Решение, предложенное учеными RMIT, изящно и экологично. Для получения графена они использовали раствор полифенолов эвкалипта, полученный из экстракта коры дерева. Полифенольные соединения позволяют восстанавливать расслоенный оксида графена (после обработки щелочью) в нейтральной водной среде.
По словам ученых, их коллеги и раньше пытались использовать растительные вещества, но результат получался некачественным. Экстракт коры эвкалипта был использован впервые. И оказалось, что полученный с его помощью графен даже превосходит по качеству свои аналоги, созданные с применением токсичных веществ. А еще он в сотни раз дешевле.
“Наше решение может снизить стоимость производства графена с сотни долларов за грамм до всего 50 центов” - говорит Суреш Бхаргава, соавтор работы из RMIT.
Почему это важно
Как уже говорилось, графен - технологическая панацея нашего времени. Он способен радикально изменить наш мир, сделав буквально каждый его аспект немного лучше. С его помощью можно создавать более мощные компьютеры, более прочные и легкие автомобили. Малый вес и высокая прочность графена делают его основным кандидатом на роль стройматериала для орбитального “лифта в космос”. А недавно ученые сообщали, что графен может найти применение в борьбе с раком.
В общем, применений для графена больше, чем можно себе представить. До сих пор многие инициативы разбивались о труднодоступность этого вещества. Теперь же, когда найден дешевый способ получения графена, мы станем свидетелями настоящего всплеска в связанных с ним исследованиях. А значит, в скором будущем весь мир может стать чуть более высокотехнологичным.
