Молодой ученый из Удмуртии разработал дешевый метод применения пористого графена для научного приборостроения

Кандидат физико-математических  наук, старший научный сотрудник Удмуртского федерального исследовательского центра УрО РАН Константин Михеев стал руководителем исследования, направленного на разработку и усовершенствование метода формирования пористого графена, пригодного для производства фотоэлектрических преобразователей и микросуперконденсаторов. Исследование поддержано грантом Президентской программы Российского научного фонда (Проект №19-72-00071).
- Уверен, что многие слышали про графен, но не понимали, из-за чего такой интерес, - рассказывает Константин Михеев. - Так вот, графен известен тем, что отличается высокой проводимостью, чрезвычайной прочностью (может выдержать футбольный мяч, будучи при этом почти невидимым - если, конечно, удастся сделать такого размера сетку из графена), чрезвычайная гибкость (при чрезвычайной прочности это довольно необычно), необычайная теплопроводность, прозрачность - это всё лишь потому, что слой графена представляет собой ровный набор атомов, без дефектов.
В настоящее время существует много известных применений для графена – от гибких экранов до элементов самолетов. Одним из направлений работы с ним стало использование в качестве чернил для принтера.
- Казалось бы, что тут такого? Но как только мы вспомним, что эти чернила прекрасно проводят электрический ток, то все становится гораздо интереснее. Можно распечатать динамик, счетчик шагов, пульсометр, например, на футболке, - говорит Константин Михеев.
Останавливает развитие применения графена то, что его получение – сложный и дорогостоящий процесс. К счастью, совсем недавно стало известно об очень простом методе получения графена. Молодой ученый и его коллеги воспользовались этим методом, и смогли найти ему оригинальное применение.
- Мы показали, что в полученных пленках пористого графена возникает фототок, зависящий от угла падения света (лазерного импульса) на плёнку. При этом скорость "улавливания" этого импульса, т.е. быстродействие измеряется нс (миллиардными долями секунды)! Далеко не каждый материал этим может "похвастаться" для одной длиной волны, в то время как для пористого графена, как мы показали, всё это справедливо в диапазоне длин волн от 266 до 1064 нм. Другими словами, наша плёнка способна работать как сенсор, который регистрирует лазерные импульсы в широком диапазоне длин волн в зависимости от угла падения этих импульсов на неё, - рассказывает Константин Михеев.
По его словам, в существующих сенсорах, регистрирующих лазерные импульсы, установлены дорогостоящие оптические элементы, и кроме того, на каждую длину волны нужен свой сенсор.
- Разумеется, разработка сенсора, работающего в широком диапазоне длин волн, себестоимость которого невысока, привлекает и будет привлекать внимание учёных. Ведутся разработки на основе нанографитной плёнки, того же графена и многих других материалов. Преимущество нашего материала в том, что технология его синтеза супер простая и дешёвая, - подчеркнул молодой ученый.
По его словам, практическое применение этот материал способен найти, главным образом, в лазерной технике, опто-технике, научном приборостроении.
В дальнейших планах ученых УдмФИЦ УрО РАН – развивать эти направления. В рамках гранта РНФ они планируют получить на основе пленок пористого графена миниатюрные батареи.
- Известно, что материалы на основе графена имеют огромный потенциал для использования в гибких и переносных устройствах хранения энергии. Конечно, здесь нас ждет очень высокая конкуренция, но хочется верить, что нам получится сделать достойный вклад в этой сфере науки, - заключил Константин Михеев.
 
Константин Михеев занимается исследованиями в области взаимодействия лазерного излучения с веществом. Его научная деятельность связана с решением проблем простых методов получения или обработки новых материалов с помощью лазерного излучения, исследованием возможности их применения для разработки и создания элементов опто- и микроэлектроники.
В текущем году он опубликовал работы, посвященные лазерной очистке наноалмазов от примесей и улучшению оптических свойств углеродных нанотрубок с помощью комбинированного воздействия лазерного излучения и воздействия кислоты в журналах, входящих в топ-25% научных журналов в области физики по всему миру.