Неви­дим­ка про­тив тер­миНа­то­ра

Ка­кой из ма­те­ри­а­лов сде­ла­ет ар­мию бу­ду­ще­го неуяз­ви­мой: сверх­проч­ный, сверхч¸рный или сверх­те­ку­чий?

Sovershenno Sekretno - - СЕКРЕТНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - Алек­сандр Круг­лоВ

Еже­год­но по все­му ми­ру в раз­ви­тие ин­но­ва­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов вкла­ды­ва­ют­ся огром­ные сред­ства, де­сят­ки на­уч­ных ла­бо­ра­то­рий тру­дят­ся над их со­зда­ни­ем. В боль­шин­стве слу­ча­ев вы­яс­ня­ет­ся, что за эти­ми раз­ра­бот­ка­ми сто­ят во­ен­ные: они тре­бу­ют от учёных но­вых тех­но­ло­гий и во­ору­же­ний, со­зда­ние ко­то­рых тор­мо­зит­ся из-за от­сут­ствия необ­хо­ди­мых ма­те­ри­а­лов. Кор­ре­спон­дент «Со­вер­шен­но сек­рет­но» изу­чил са­мые необыч­ные и пер­спек­тив­ные ма­те­ри­а­лы, ко­то­рые уже в бли­жай­шее вре­мя ста­нут толч­ком для раз­ви­тия во­ен­ных и граж­дан­ских тех­но­ло­гий.

По­жа­луй, са­мым пер­спек­тив­ным и ожи­да­е­мым ма­те­ри­а­лом, ко­то­рый бу­дет ис­поль­зо­вать­ся в тех­ни­ке бу­ду­ще­го, яв­ля­ет­ся но­вая ал­ло­троп­ная мо­ди­фи­ка­ция уг­ле­ро­да – гра­фен, про­ще го­во­ря, слой уг­ле­ро­да тол­щи­ной в один атом, по­хо­жий по струк­ту­ре на со­ты. Его уда­лось по­лу­чить лишь чуть боль­ше де­ся­ти­ле­тия на­зад. Про­изо­шло это прак­ти­че­ски слу­чай­но, учёные из Уни­вер­си­те­та Ман­че­сте­ра в ка­че­стве за­ба­вы ре­ши­ли ис­сле­до­вать кус­ки обыч­но­го скот­ча, ко­то­рый ис­поль­зу­ет­ся в ви­де под­лож­ки для гра­фи­та при ра­бо­те с тун­нель­ным мик­ро­ско­пом. Ис­поль­зуя клей­кую лен­ту, они на­ча­ли от­леп­лять уг­ле­род слой за сло­ем и в ито­ге по­лу­чи­ли то, что до это­го счи­та­лось невоз­мож­ным.

Име­нем «гра­фе­но­вой ре­во­лю­ции»

Де­ся­ти­ле­ти­я­ми учёные и ин­же­не­ры рас­суж­да­ли о том, ка­кие пре­иму­ще­ства воз­мож­ны при ис­поль­зо­ва­нии гра­фе­на. На се­го­дняш­ний день – это са­мый тон­кий и са­мый проч­ный из ма­те­ри­а­лов, из­вест­ных че­ло­ве­че­ству. Он об­ла­да­ет уни­каль­ны­ми элек­три­че­ски­ми ха­рак­те­ри­сти­ка­ми, ведь элек­тро­ны в нём пе­ре­дви­га­ют­ся в сот­ни раз быст­рее, чем в мо­но­кри­стал­ли­че­ском крем­нии (луч­ший на се­го­дня ма­те­ри­ал, ко­то­рый ис­поль­зу­ет­ся для про­из­вод­ства ми­ни­а­тюр­ных и про­из­во­ди­тель­ных мик­ро­схем). Так­же бы­ли про­ве­де­ны из­ме­ре­ния проч­но­сти гра­фе­на на ато­мар­ном уровне, и ока­за­лось, что он пре­вос­хо­дит по это­му по­ка­за­те­лю все из­вест­ные на­у­ке ве­ще­ства. Сверх­проч­ность гра­фе­на мо­жет быть ис­поль­зо­ва­на при со­зда­нии сверх­быст­рых мик­ро­про­цес­со­ров для су­пер­ком­пью­те­ров, посколь­ку ма­те­ри­ал об­ла­да­ет свой­ства­ми, ко­то­рых не име­ют со­вре­мен­ные ма­те­ри­а­лы, – проч­ность и спо­соб­ность вы­дер­жи­вать вы­со­кие тем­пе­ра­ту­ры в экс­тре­маль­ном ра­бо­чем ре­жи­ме. Та­ким об­ра­зом, гра­фен от­кры­ва­ет пе­ред ин­ду­стри­ей по­лу­про­вод­ни­ков но­вые, без­гра­нич­ные воз­мож­но­сти. Кро­ме то­го, гра­фен мож­но ис­поль­зо­вать для хра­не­ния энер­гии в ак­ку­му­ля­то­рах и про­чих топ­лив­ных эле­мен­тах, а так­же в оп­ти­ке, со­зда­нии гиб­ких дис­пле­ев и да­же в очист­ке жид­ко­стей – гра­фе­но­вая плён­ка, как ока­за­лось, про­пус­ка­ет мо­ле­ку­лы во­ды и за­дер­жи­ва­ет лю­бые при­ме­си. Наи­бо­лее оп­ти­ми­сти­че­ски на­стро­ен­ные учёные и ин­же­не­ры за­яв­ля­ют о воз­мож­ной в бли­жай­шие де­ся­ти­ле­тия «гра­фе­но­вой ре­во­лю­ции». Как рас­ска­зал «Со­вер­шен­но сек­рет­но» экс­перт Цен­тра ана­ли­за стра­те­гий и тех­но­ло­гий Сер­гей Де­ни­сен­цев, гра­фен на се­го­дняш­ний день – са­мый ожи­да­е­мый и близ­кий к ре­а­ли­за­ции ма­те­ри­ал, ко­то­рый уже в бли­жай­шее вре­мя мо­жет дать на­ча­ло мно­же­ству но­вых тех­но­ло­гий. «Как из­вест­но, гра­фен был экс­пе­ри­мен­таль­но об­на­ру­жен в 2004 го­ду учё­ны­ми рус­ско­го про­ис­хож­де­ния Ан­дре­ем Гей­мом и Кон­стан­ти­ном Но­во­сё­ло­вым, за что они по­лу­чи­ли Но­бе­лев­скую пре­мию. У гра­фе­на как у по­тен­ци­аль­но­го по­лу­про­вод­ни­ко­во­го ма­те­ри­а­ла есть мно­го пре­иму­ществ. На­при­мер, у него по­движ­ность элек­тро­нов на по­ря­док вы­ше, чем у са­мых со­вер­шен­ных ма­те­ри­а­лов, ис­поль­зу­е­мых для про­из­вод­ства ин­те­граль­ных схем. Это да­ёт воз­мож­ность ра­бо­тать на за­пре­дель­ных, те­ра­гер­це­вых ча­сто­тах. Но есть и дру­гие пре­иму­ще­ства – вы­со­кая ста­биль­ность, теп­ло­про­вод­ность и элек­тро­про­вод­ность. Од­на­ко на пу­ти к гра­фи­то­вой элек- тро­ни­ке есть мно­го нере­шен­ных про­блем. На­при­мер, сей­час нет воз­мож­но­сти управ­лять элек­трон­ным по­то­ком, по­то­му что на ато­мар­ном уровне в гра­фене ра­бо­та­ют дру­гие фи­зи­че­ские за­ко­ны, за­ко­ны кван­то­вой ме­ха­ни­ки, ко­то­рые су­ще­ствен­но от­ли­ча­ют­ся от ра­бо­та­ю­щих в со­вре­мен­ных ма­те­ри­а­лах. Учёные до сих пор не уме­ют де­лать гра­фе­но­вые пла­сти­ны боль­ших раз­ме­ров. Ра­но или позд­но это­го удаст­ся до­стичь, бо­лее то­го, тео­ре­ти­че­ски учёные зна­ют, как. По­тен­ци­ал у гра­фе­на очень боль­шой, с ним свя­зы­ва­ют боль­шие на­деж­ды и в граж­дан­ской сфе­ре, и осо­бен­но в во­ен­ной. Кто пер­вым осво­ит эту тех­но­ло­гию, на­учит­ся де­лать элек­тро­ни­ку на ос­но­ве гра­фе­на, тот по­лу­чит боль­шое эко­но­ми­че­ское и ин­фор­ма­ци­он­ное, во­ен­ное пре­иму­ще­ство. Хо­чу за­ме­тить, что в во­ен­ной сфе­ре

Мо­рис Уорд по­сле де­мон­стра­ции Starlite за­ло­мил неподъ­ём­ную це­ну за своё изоб­ре­те­ние и от­ка­зал­ся от­кры­вать его сек­рет. В 2011 го­ду изоб­ре­та­тель умер, и, воз­мож­но, тех­но­ло­гия про­из­вод­ства это­го сверх­проч­но­го пла­сти­ка утра­че­на на­все­гда.

Гра­фе­но­вый аэроГель по­лу­чил ти­тул са­мо­Го лёГкоГо ма­те­ри­а­ла в мире

Newspapers in Russian

Newspapers from Russia

© PressReader. All rights reserved.