Графен– материал будущего

1. Графен– материал будущего"

Выполнил:
Кузнецов Иван 9 Г класс
Руководитель:
Михайлова Татьяна Ильинична

2. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

Цель: познакомится самому и познакомить учащихся
с новейшими открытиями в области физики на
примере графена
Задачи:
1. Собрать и проанализировать информацию
История открытия графена
Получение графена
Применение графена
2. Составить презентацию о графене

3. Андрей Гейм и Константин Новоселов

НОБЕЛЕВСКИЕ ЛАУРЕАТЫ
Андрей Гейм и Константин Новоселов
Два ученых, Константин Новоселов и Андрей Гейм, стали лауреатами
Нобелевской премии 2010 года по физике, за открытие графена. Оба
лауреата - выходцы из Советского Союза: Андрей Гейм родился в 1958 году
в Сочи, Константин Новоселов - в 1974 году в Нижнем Тагиле. Сегодня оба
лауреата Нобелевской премии работают в Великобритании, в
Манчестерском университете.

4. Что такое графен?

Если посмотреть на
кристаллическую
решетку углерода, то
слой атомов углерода
толщиной в один атом,
соединенных в
двумерную
кристаллическую
решетку из
правильных
шестиугольников, и
является графеном.

5. Что такое графен?

Графен очень гибок и прочен. Это двумерный строительный материал
для других углеродных модификаций. Он может быть свернут в
безразмерный фуллерен (слева), скручен в одномерную углеродную
нанотрубку (в центре) или уложен в трехмерный штабель, образуя графит
(справа).

6.

7.

НОВОЕ ВЕЩЕСТВО ФЛЮОРОГРАФЕН
Таким веществом оказался
флюороргафен. Получение
флюорографена
схематически представлено
на рис. 1.
Из оксида кремния
(механическим
отшелушиванием) получали
кристалл графена, который
накрывался тонкой
пленкой оргстекла.
Рис.1 Схема получения флюорографена
После этого основание из оксида кремния вытравливалось, и накрытый
графен переносился на другую подложку — очень мелкую золотую. На
третьем этапе с помощью ацетона избавлялись от пленки оргстекла, а графен
перемещался в тефлоновый контейнер, заполненный мощным фторирующим
соединением. Контейнер нагревали до 70°C . Полученные образцы ученые
подвергли тщательному исследованию.

8. НОВОЕ ВЕЩЕСТВО- ФЛЮОРОГРАФЕН

НОВОЕ ВЕЩЕСТВОФЛЮОРОГРАФЕН
Рис.2 Зависимость удельного
сопротивления флюорографена
от температуры.
Что касается электрических
свойств нового соединения, то
оно является
полупроводником с большой
шириной запрещенной зоны .
Используя атомно-силовой
микроскоп, ученые смогли
получить сведения и о
механических свойствах новой
химической производной
графена. На рис.2
представлена зависимость
удельного сопротивления
флюорографена от
температуры.

9. НОВОЕ ВЕЩЕСТВО- ФЛЮОРОГРАФЕНОВАЯ « БУМАГА»

НОВОЕ ВЕЩЕСТВОФЛЮОРОГРАФЕНОВАЯ « БУМАГА»
Рис.3 Флюорографеновая
«бумага»толщиной
несколько микрометров.
Чтобы продемонстрировать возможность
синтеза
флюорографена
в
макроскопических
масштабах
для
практического использования, авторы
изготовили из него «бумагу» — большое
количество
«спаянных»
вместе
кристаллов флюорографена. На рис. 3
показана флюорографеновая «бумага»
толщиной несколько микрометров с
характерным размером приблизительно
1 см. Она имеет коричневый цвет,
который, как известно, получается
смешиванием красного, зеленого и
желтого. Это означает, что «бумага» из
флюорографена почти без потерь
пропускает указанные разновидности
видимого
излучения
и
активно
поглощает фиолетовый свет.

10. ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР

Полевой транзистор…. Сотрудники лаборатории IBM, сумели
создать графеновый транзистор, работающий на частоте
100 ГГц (это в 2,5 раза превышает быстродействие транзистора
того же размера, изготовленного на кремниевой основе).

11.

Графен - самое тонкое в мире
антикоррозийное покрытие.
Не так давно ученые
обнаружили, что графен
может
успешно
использоваться в качестве
очень
эффективного
антикоррозионного
покрытия.
Графеновое
защитное покрытие может
стать востребованным для
защиты от агрессивных
факторов внешней среды
микроскопических
узлов
электромеханических
устройств
и
крошечных
механизмов.

12. На основе скомканного графена и эластичного полимера создан новый тип искусственных мускулов.

Графен- новый тип
искусственных мускулов.
На основе скомканного
графена и эластичного
полимера создан новый
тип искусственных
мускулов.
Новый материал демонстрирует и
другие
интересные
свойства,
которые позволяют использовать
его в качестве искусственных
мускулов.
А
добиться
этого
достаточно просто, для этого только
стоит пропустить электрический ток
через токопроводящий графеновый
слой.

13. Графеновая "татуировка" определяет заболевания, их вид и отсылает эти данные Вашему доктору.

Графен- для поддержания
здоровья человека.
Графеновая "татуировка"
определяет заболевания, их
вид и отсылает эти данные
Вашему доктору.
То, что Вы видите на снимке
является
крошечной
"татуировкой" на зубе. Такие
"татуировки", изготовленные
из
углеродной
пленки,
толщиной в один атом, могут
быть нанесены на зубы
человека и другие части
тела после чего они будут
служить для того, что бы
поддержать
здоровье
человека. Татуировка не
только определяет сам факт
заболевания, но и позволяет
точно
определить
вид
заболевания.

14.

Графен - фильтр для чистой
воды.
С помощью графена можно получить
чистую пресную воду. Достаточно
легко можно удалить соль из морской
воды, превращая моря и океаны в
источник
питьевой
воды
для
измученного
жаждой
населения
некоторых стран. Помимо этого,
графеновая пленка с отверстиями
необходимого размера может стать
универсальным
фильтром,
позволяющим разделять практически
любые вещества.

15. Тонкая, прозрачная и гибкая графеновая пленка позволит превратить любую поверхность в громкоговоритель.

Графен как
термоакустический эффект.
Тонкая, прозрачная и гибкая графеновая пленка
позволит превратить любую поверхность в
громкоговоритель.
Эффект, который используется в
графеновом динамике, называется
термоакустическим эффектом, не
требующим использования катушек
и постоянных магнитов. За счет
отсутствия громоздких и подвижных
частей
термоакустические
динамики
могут
быть
любых
размеров, принимать любую форму
и
накладываться
на
любую
поверхность.

16. Графеновые "губки" могут стать основой гибкой электроники будущего.

Свойство графена - эластичность.
Графеновые
"губки" могут стать
основой гибкой
электроники
будущего.
Графен имеет еще одно привлекательное свойство - эластичность. Этот
материал, своеобразная графеновая "губка", может выдержать вес,
превышающий его собственный вес в 50 тысяч раз. Материал полностью
восстанавливает свою изначальную форму, будучи сжатым на 80 процентов, а
его плотность намного ниже, нежели плотность других губчатых
металлических материалов.

17. Графен очищает воду от радиации

Открыто ещё одно полезное
свойство графена – способность
абсорбировать радиоактивные
вещества. Слой оксида графена
толщиной в один атом способен
при растворении в радиоактивно
зараженной воде быстро
образовать твердые тела из
радионуклидов, связывая их между
собой. Эти тела затем легко
извлечь из воды и утилизировать,
что делает довольно быстрым и
действенным процесс
обеззараживания местности.

18. Графен – материал будущего

Открытие Андрея Гейма и Константина
Новоселова спровоцировало настоящую
графеновую
лихорадку.
Изученные
свойства графена позволяют говорить об
уникальном
сочетании
уникальных
свойств этого материала. И это всего
лишь вершина айсберга возможностей
применения графена.

19. Графен – материал будущего

Итак, мы познакомились с графеном, с
его свойствами и признаками. Мы узнали
что такое графен и зачем он нужен. По
моему мнению, графен будет самым
востребованным
материалом
на
производстве и незаменим в обществе.
Я думаю, этот материал будущего
изменит наш мир к лучшему.

20. ССЫЛКИ

http://ria.ru/video/20101102/291610704.html
http://www.elementy.ru/news/431369
http://ru.wikipedia.org/wiki/Графен
http://www.fizika.zlatoust.ru/blog/2010-10-06-19
http://globalscience.ru/article/read/18798/