В Межвузовском кампусе Уфы разработают уникальную установку для синтеза графена

Александр Шельдяев, заместитель Премьер-министра Правительства Республики Башкортостан, подчеркнул: "Графен – чрезвычайно ценный материал, и его производство из доступного нефтехимического сырья имеет стратегическое значение для промышленности нашей республики, особенно в текущей мировой обстановке. Графен способен улучшать характеристики битума, повышать прочность сплавов и находит применение во многих других областях. Я уверен, что наши усилия в этом направлении принесут существенные результаты".

В отличие от обычной сажи, графеновая сажа обладает уникальными свойствами благодаря своей наноструктуре с ультратонкими частицами (7-25 нанометров). Благодаря этому, материал легко распределяется в различных средах. Даже небольшое добавление графена (порядка сотых долей процента) в такие материалы, как бетон, пластмасса или металлические сплавы, значительно улучшает их характеристики: повышается плотность, износостойкость и устойчивость к нагрузкам и деформациям.

Графен может быть использован для улучшения свойств битума в дорожном строительстве и композиционных материалов на основе резины и пластика. Турбостратный графен находит применение в производстве спортивного инвентаря, автомобильных кузовов и авиационных фюзеляжей. Использование графена в шинах снижает их износ в 100 раз. Кроме того, он усиливает антикоррозионные свойства покрытий и повышает прочность сплавов.

Разработка уникальной установки для синтеза графена из углеродного сырья, превосходящей зарубежные аналоги, началась в УГНТУ два года назад. Установка представляет собой плазмотрон, в котором с помощью мощных импульсных разрядов создается электрическое поле. На короткое время возникает плазма с экстремальной температурой (до 5500°С), при которой обычная сажа расщепляется на атомы углерода, из которых затем формируются кристаллы графена.

Михаил Доломатов, начальник лаборатории технологии углеродных материалов и спектроскопии Центра углеродных технологий УГНТУ, отметил: "Наша установка для синтеза графена обладает рядом преимуществ по сравнению с зарубежными разработками, включая простоту производства, низкую стоимость (благодаря доступности сажи) и высокое качество получаемого графена. В отличие от американских аналогов, требующих сложной силовой электроники, наша установка работает от обычной сети 220 вольт, при этом демонстрируя более высокое качество графена".

За последний год лаборатория получила четыре патента на изобретения. В настоящее время завершаются эксперименты на лабораторной установке, и идёт подготовка к переходу от синтеза турбостратного графена на полупромышленный, а затем и промышленный уровень производства.