Конференция_Андреев

1. ГРАФЕН И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ

2. Цель исследования:

1. Исследовать свойства инновационных материалов и найти
их применение в ближайшим будущем.
2. Обосновать выбор инновационных материалов в
энергетике.
Задачи
исследования:
Изучить теоретический материал, используя различные источники информации.
Провести сравнительный анализ между традиционными и инновационными
материалами, используемые в энергетике, в частности, изготовления силовых
кабелей.
Обобщить, синтезировать изученный в ходе работы научный материал и
сформулировать выводы.
Объект исследования: инновационный материал графен для производства
токопроводящих жил силового кабеля и ... Для изоляции жил.
Предмет исследования: физико-механические свойства и другие характеристики
материалов при практическом применении.

3. Гипотеза:

4. ЧТО ТАКОЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ?

ЧТО ТАКОЕ
НАНОМАТЕРИАЛЫ
?
• Наноматериалы — это материалы,
структурные элементы которых (частицы,
волокна, слои) имеют размеры от 1 до 100
нанометров хотя бы в одном измерении.
Такие как: наносеребро, наночастицы
железа, графен и ТД.

5.

Что такое
графен?
Графен — это двумерный материал,
представляющий собой слой атомов углерода
толщиной всего в один атом, объединенных в
гексагональную (сотовую) решетку. Он является
самым тонким, прочным и легким материалом,
обладающим уникальной электро- и
теплопроводностью, гибкостью и прозрачностью.

6.

КТО ИЗОБРЕЛ,
ОТКРЫЛ ГРАФЕН?
• Графен получили и описали в 2004
году физики Андрей Гейм и Константин
Новосёлов, работавшие в
Манчестерском университете.
Используя простой графитовый
карандаш и скотч, они смогли отделить
от графита слой толщиной в один атом.
За этот прорыв они получили
Нобелевскую премию по физике в 2010
году.
Андрей Константинович Гейм
Константин Сергеевич

7.

Ключевые оспекты
открытия физиков
Суть открытия: Доказано
существование двумерных
кристаллов (толщиной в один атом)
Метод: Механическое расщепление
(отслаивание) графита скотчем,
названное методом «скотч-тейп».

8.

Применение
Графена
• Графен применяется в электрике и
электронике благодаря сверхвысокой
электро- и теплопроводности, гибкости
и прочности
• Источники энергии: Создание Li-ion
аккумуляторов с ускоренной зарядкой и
увеличенной емкостью.
• Электроника и микросхемы: Разработка
транзисторов нового поколения
(посткремниевая эра), супербыстрых
процессоров и элементов флеш-памяти.

9.

Гибкая электроника: Прозрачные
электроды, сенсорные экраны,
«умная» одежда и гибкие OLEDдисплеи.
Электропроводящие
материалы: Композиты, пластики,
резины и чернила для печатной
электроники.
Силовые устройства: Улучшение
контактных пластин в реле и
переключателях для повышения
износостойкости.
Датчики: Сверхчувствительные
сенсоры для умных устройств.

10.

Уточнение про
RFID-МЕТКИ
RFID-метки (транспондеры) — это компактные
электронные устройства для автоматической
идентификации объектов с помощью радиосигналов,
состоящие из чипа (памяти) и антенны. Они
позволяют бесконтактно считывать/записывать
данные (логистика, склад, оплата, чипирование)
на расстоянии до 300 метров. Метки делятся на
пассивные (без батареи) и активные (с
батареей).

11.

Практическая
часть:
• В работе я решил сравнить традиционные
материалы с инновационными, применяемых в
силовых кабелях.
• Силовые кабели – это ...
• Необходимость внедрения инноваций в
производственные процессы кабельной
продукции обусловлена ...

12.

Сравнительная характеристика
Медные провода
Графеновые провода
Проводимость (S/m)
5.8 × 10^7
10^9 — 10^10
Электрическое
сопротивление (Ом·м)
1.7 × 10^–8
1 × 10^–9
Механическая прочность
(Па)
210 МПа
130 ГПа
Гибкость
хорошая
исключительная
Теплопроводность
401 Вт
2000 Вт
Масса
тяжелее
существенно легче
Толщина для аналогичной
проводимости
стандартная
(например, 1 мм²)
в 100 раз тоньше