Самое дорогое вещество на планете – в вашем пенале

В статье речь пойдет о самом дорогом веществе на планете – графене.

Немного об истории открытия графена

Еще в 2004 году Андрею Гейму и Константину Новосёлову удалось экспериментально получить графен путем его отслаивания с графита при помощи простой липкой ленты! Кто не знает, графит – это грифель карандаша!

В 2010 году Андрей Гейм и Константин Новосёлов получили Нобелевскую премию за «новаторские эксперименты, касающиеся двухмерного материала графена»!

На фото как раз ученые, которые перевернули мир!

Графен — самое дорогое вещество на планете! Оно дороже самого чистого и огромного алмаза! Цена за 1 кв. см графена — $100 млн!

Утверждается, что теоретически из одного квадратного метра графена можно сделать гамак для кошки весом в четыре килограмма. Весить такой гамак будет примерно столько же, сколько весит один из ее усов. Также графен практически прозрачный, так как он поглощает всего лишь около двух процентов света, что сопоставимо со светопоглощением стекла.

Графен получили путем сильного измельчения графита — грифеля обычного карандаша, прям до атомов. Таким образом, атомы углерода выстроены в шестигранную структуру и формируют слой толщиной в один атом — это и есть графен. Да, углерод таит в себе много тайн, алмаз же это тоже в какой-то мере углерод.

Свойства графена и его применение

Графен также имеет впечатляющие механические свойства:

• гибкий,

• тонкий,

• полуметалл,

• на 97% прозрачный,

• чрезвычайно устойчивый и неразлагаемый,

• очень жесткий и стойкий к механическому воздействию.

Если графен положить на подложку из мягкого материала, он примет его свойства.

Есть несколько работ, в рамках которых ученые выращивали клетки поверх графена на подложке и на обычном стекле. Выяснилось, что клетки растут гораздо активнее именно на графене. Графен — биосовместимый материал, ведь это обычный углерод.

Графен в биоэлектронике

Эти характеристики полезны в биоэлектронике, в рамках которой ученые разрабатывают устройства для применения в живых организмах.

На основе уникальных свойств графена можно делать нейродевайсы, считывающие активность нейронов.

Базовый элемент таких устройств — графеновый (амбиполярный, полевой) транзистор, через который протекает ток, если приложить напряжение.

Разработчики биоэлектроники делают чипы, на которых размещают графеновые транзисторы на гибких подложках. Поверх этого чипа выращивают нейрональные клетки. Примерно через три недели клетки производят импульс.

Сейчас на ее основе ученые из Техасского университета изготавливают девайсы, которые можно имплантировать в мозг.

Графены в сенсорах

Сенсоры определяют биомаркеры для диагностики заболеваний. Таким образом, можно измерять нейрональные биорецепторы, ДНК, иммуноглобулин, биомаркеры, связанные с раком или сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Группа корейских исследователей встроила глюкозный сенсор в мультифункциональные контактные линзы — они определяют уровень глюкозы на основе состава слезы.

Графеновые фильтры способны захватывать микрочастицы и бактерии, что позволит уменьшить передачу внутрибольничных инфекций. Бактерии, заблокированные таким фильтром, теряют способность к размножению, а при его нагревании до температур свыше 300 °C микроорганизмы, вызывающие заболевания, погибают.

Существует патент CN112220919A на нанокоронавирусную рекомбинантную вакцину с оксидом графена в качестве носителя. Патент подал Шанхайский национальный инженерный исследовательский центр нанотехнологий в сентябре 2020 года. В его тексте сказано, что при создании инновационной вакцины действительно применяется оксид графена. С его помощью действующее вещество медикамента наиболее быстро и точно доставляется в клетки организма.

Доктор Андрей Ноак, ученый, которого убили сразу после его лекции о гидроксиде графена

Д-р Андрей Ноак, специалист по нанотехнологиям, защитивший диссертацию по превращению оксида графена в гидроксид, был убит спустя 4 дня после того, как он опубликовал видео, в котором говорил об обнаружении... гидроксида графена и описывал его действие (гидроксид графена остается в организме навсегда, действуя наподобие бритвы и постепенно повреждая сосуды). Он объясняет, почему из носа идут сгустки крови (я видела эти видео в соцсетях) и умирают спортсмены.

Одежда из графена

Благодаря этим свойствам графен постепенно становится модным – в прямом смысле слова.

Уже существуют разработки датчиков на основе графена, которые можно встроить в одежду или текстильные изделия. Прототипы таких датчиков способны реагировать на серию движений человека, а также контролировать мелкомасштабные движения, такие как пульс и дыхание.

Температура поверхности тела распределена неравномерно, а высокая теплопроводность графена позволяет при его контакте с более нагретыми участками кожи перераспределять тепло и направлять его к более холодным частям тела.

По этой же причине и утепленные куртки с графеновым напылением хорошо распределяют и сохраняют тепло.

Ранее упомянутые бактерицидные свойства графена препятствуют развитию бактерий и, как следствие, запаха пота, что позволяет носить такую одежду с комфортом даже при активном образе жизни.

Графен нашел свое место в индустрии моды, еще и по причине его структуры – ткань на основе двумерного материала толщиной в один атом обязательно будет тонкой и легкой, а в случае графена еще и очень прочной.

Ткань с добавлением графена поглощала значительно больше тепла, нежели ткань без графена.

Американские исследователи провели баллистические испытания, обстреляв листы графена небольшими стеклянными пулями. Результаты исследования, опубликованные в журнале Science, демонстрируют, что слой этого материала толщиной всего в один атом поглощал энергию высокоскоростного удара лучше, чем сталь.

Список сфер применения графена можно продолжать до бесконечности. Его используют везде! Только пока что не в пищевых продуктах.