Графен: Самый прочный материал в мире

Для проведения замеров ученым пришлось высверлить отверстия диаметром один микрон в кремниевой пластине и поместить на них фрагменты графена с идеальной структурой, а затем попробовать «пробить» из с помощью острой алмазной иглы. Ранее провести такой опыт было невозможно, ведь для чистоты эксперимента необходимо получить графен с правильной структурой, содержащий все атомы и связи между ними.

По словам Джеймса Хоуна, их опыт можно сравнить с попыткой проткнуть пластиковую крышечку на стаканчике с колой с помощью остро заточенного стального стержня. Если бы такая крышечка была сделана из идеального графена, то она смогла бы выдержать вес автомобиля, установленного на стержень!

Но вряд ли когда-нибудь это выдающееся свойство графена найдет применение. Джеффри Кайсар говорит, что материалы, обладающие идеальной структурой в принципе невозможны на макроуровне. Все они содержат в себе неоднородности, пробелы в кристаллической решетке и нарушенные межмолекулярные связи. Графен является основным «строительным материалом» для углеродных нанотрубок и фуллеренов (кластерных углеродных структур, содержащих от 10 до 1000 атомов и по форме напоминающих футбольный мяч). «Теоретически, нанотрубка представляет из себя свернутый лист графена, а значит должна обладать теми же механическими свойствами» — говорит Джеймс Хоун. «Но на практике в структуре нанотрубки имеется множество слабых мест вроде "выпавших" из решетки атомов углерода, которые снижают её прочность».

Тем не менее, работа Кайсара и Хоуна еще раз продемонстрировала выдающиеся свойства этого материала. «Теоретически мы уже знали, что графен является прочнейшим в мире материалом, но теперь это доказано практически», -говорит Константин Новоселов из Университета Манчестера, который первым в мире сумел получить листы графена толщиной в один атом.

Сверхпрочность графена может быть использована при создании сверхбыстрых микропроцессоров для суперкомпьютеров. Джулия Грир, исследователь из Университета Калтекс, говорит, что отличные свойства вещества, как проводника, для промышленного производства транзисторов не являются единственно важными. Огромное значение имеют также его прочность и способность выдерживать высокие температуры в экстремальном рабочем режиме. Именно ограниченная термоустойчивость и механическая прочность материалов в настоящее время являются препятствием на пути создания сверхбыстрых микропроцессоров. По словам Грир, доказанные свойства графена открывают перед индустрией полупроводников новые возможности.

По информации Technology Review