"Нанолисты" стали дешевле

Команда ученых, финансируемая ЕС, изобрела способ производства листов материала толщиной в атом, на основе которых можно будет разработать новые технологии в электронике и мощные аккумуляторы.

Исследователи из Центра по изучению адаптивных наноструктур и наноустройств (CRANN) в Тринити-колледже в Ирландии и Оксфордского университета в Великобритании нашли метод разделения слоистых материалов до тончайших листов толщиной в атом. Используя эти листы, они создали ряд новых "двумерных" наноматериалов.

На протяжении десятилетий ученые пытались создать нанолисты из слоистых материалов, чтобы проявить их необычные электрические и термоэлектрические свойства. Тем не менее предыдущие методы были слишком трудоемкими и давали очень низкий результат, не подходящий для серийного производства.

Новый метод ирландских и британских исследователей, по их словам, "простой, быстрый, недорогой, и может применяться в промышленных масштабах". Суть метода заключается в обработке слоистых материалов с помощью обычных растворителей и ультразвука. При этом брались разные материалы и использовались несложные устройства похожие на те, что применяются для очистки ювелирных изделий.

По словам ученых, значение их исследования можно сравнить с открытием графена, свойства которого очень отличаются от свойств "родительского" кристалла графита. Однако графит является лишь одним из сотен слоистых материалов, некоторые из которых могут дать толчок новым технологиям.

"Наш метод предполагает низкие затраты, высокий выход продукта и большую пропускную способность: всего в течение нескольких часов из одного миллиграмма материала могут быть сделаны миллиарды листов толщиной в один атом", – объясняет доктор Валерия Николози (Valeria Nicolosi) из Королевской академии инжиниринга при Оксфордском университете.

По ее словам, "двумерные" материалы также подходят для использования в следующем поколении батарей – "супернакопителях", которые смогут отдавать электроэнергию в тысячи раз быстрее, чем стандартные батареи. Это открывает дорогу их применению, например, в электромобилях. Многие из этих новых атомных слоистых материалов очень стойкие и могут добавляться к пластмассам для производства суперпрочных композитов.

Ее коллега из Дублина, профессор Джонатан Колеман (Jonathan Coleman), считает, что из множества вариантов применения новинки, пожалуй, самым важным являются термоэлектрические материалы, способные генерировать электричество из тепла.

Профессор Колеман напомнил, что на газовых электростанциях около 50% произведенной энергии теряется в виде тепла, а для угольных и нефтяных этот показатель возрастает до 70%. "Развитие эффективных термоэлектрических устройств позволит дешевле и легче, чем когда-либо раньше, переработать часть этого тепла в электроэнергию", – пояснил он.