После эпох угля и кремния, XXI век уверенно можно назвать эрой графена. История этого удивительного материала берёт своё начало в средневековье, когда графит впервые начали использовать как материал для письма. В 1560 году Бернакотти представил идею графитового карандаша, а к 1795 году было налажено его массовое производство. Этот скромный инструмент, помогавший распространению грамотности среди менее привилегированных слоев общества, спустя столетия привел к одному из важнейших открытий в истории материаловедения.
Первые работы по изучению структуры одиночного слоя графита датируются периодом между 1947 и 1958 годами. Однако в то время этот материал рассматривался лишь как теоретическая модель, поскольку исследователи считали невозможным существование строго двумерных систем в изолированном состоянии. В 1986 году Бём и его коллеги впервые использовали термин "графен", объединив слово "графит" с суффиксом, относящимся к полициклическим ароматическим углеводородам.
2004 год стал поворотным в истории материаловедения. В Манчестерском университете ученые Андрей Гейм и Константин Новоселов, используя обычную клейкую ленту и образец графита, совершили открытие, изменившее наше представление о возможностях материалов. Метод, получивший название "механическое отшелушивание" или "метод скотча", позволил впервые получить монослой графена - материал толщиной в один атом углерода.
Значимость этого открытия была столь велика, что уже в 2010 году ученые были удостоены Нобелевской премии по физике. Это стало одним из самых быстрых присуждений Нобелевской премии в истории, что подчеркивает революционный характер открытия. Графен оказался не просто новым материалом, а целым классом веществ с уникальными свойствами, открывающим новые горизонты в различных областях науки и технологии.
За прошедшие 20 лет исследования графена превратились в одно из самых активно развивающихся направлений в науке. Европейский Союз инвестировал более 1 миллиарда евро в исследования графена через программу Graphene Flagship, крупнейшую европейскую исследовательскую инициативу в этой области. Более 200 компаний и стартапов по всему миру занимаются исследованиями и разработками в области графена, а количество научных публикаций по теме исчисляется десятками тысяч.
Двадцать лет после открытия графена показали, что этот материал действительно способен изменить мир. От простого эксперимента с клейкой лентой до промышленного производства и широкого спектра применений - путь графена демонстрирует, как фундаментальная наука может привести к технологическому прорыву.
Сегодня графен находится на пороге нового этапа развития. Технологии производства совершенствуются, стоимость снижается, а области применения продолжают расширяться. Особенно перспективными выглядят применения в области квантовых вычислений, нейроинтерфейсов и возобновляемой энергетики.
Опыт развития технологий графена также показал важность международного сотрудничества в науке. Открытие, сделанное российскими учеными в британском университете, привело к глобальному научному движению, объединившему исследователей по всему миру.
По мере того как мы движемся к более устойчивому и технологически развитому будущему, роль графена будет только возрастать. Этот материал может стать ключом к решению многих глобальных проблем, от изменения климата до доступности чистой воды и возобновляемой энергии.
Следующие десятилетия обещают быть не менее захватывающими для развития технологий графена, и мы можем ожидать новых прорывов и открытий в этой области. Двадцатилетний юбилей открытия графена - это не только повод оглянуться назад на достигнутые успехи, но и момент для определения новых целей и направлений развития этой революционной технологии.
Источник