Новости и пресс-релизы

Графен и алмаз объединяются для создания сверхпрочных материалов будущего

Улучшить качество наноэлектронных и оптических устройств поможет новый ультрапрочный, стабильный и гибкий композит из графена и алмаза, который можно получить с помощью облучения материала ионами ксенона. Исследование инициировали ученые НИТУ МИСИС совместно с ИФП СО РАН и ОИЯИ. Углеродные пленки содержащие алмазы размером от 5 до 20 нм сохраняют свою структуру и свойства, демонстрируя высокую механическую прочность и температурную стабильность. Материал перспективен для космической авиации, автомобильной и биомедицинской отраслей.

«Алмазы играют важную роль в науке и технике благодаря своим исключительным свойствам, включая механическую твёрдость, теплопроводность и биосовместимость. При этом образование монокристаллических двумерных наноалмазов в структуре графена при облучении представляет собой весьма любопытный вопрос. В нашей работе показано, что облучение графена тяжелыми ионами с энергией МэВ дает позволяет сформировать двумерные алмазные пленки. Этот подход открывает новые перспективы для получения ультратонких алмазных пленок с уникальными электронными свойствами», — рассказал д.ф.-м.н. Павел Сорокин, заведующий лабораторией цифрового материаловедения НИТУ МИСИС.

Двумерные наноалмазы могут найти широкое применение в отраслях, где требуются прочные, проводящие и одновременно функциональные покрытия, в частности для покрытия деталей микросхем, имплантов, создания чувствительных сенсоров и других технологических решений. Ученые Университета МИСИС, Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова и Объединенного института ядерных исследований впервые изучили возможность формирования наноалмазов в многослойном графене, облучив его быстрыми тяжелыми ионами ксенона. В результате эксперимента в нескольких слоях графена были обнаружены встроенные наноструктуры с регулярной алмазной структурой, размеры которых варьировались от 5 до 20 нм. Выяснилось, что для образования алмазов требуется не менее шести слоев графена. Подробности исследования опубликованы в научном журнале Carbon (Q1).

«Полученный материал с различными типами углеродных связей может сочетать в себе преимущества каждого отдельного элемента структуры и демонстрировать высокие прочность, жесткость и гибкость.  Ультратонкие двумерные алмазные пленки, способные сохранить целостность алмазоподобных структур, имеют потенциал во множестве областей, начиная от электроники и оптики, заканчивая биомедициной», — добавил Лев Томилин, лаборант-исследователь лаборатории цифрового материаловедения НИТУ МИСИС.

Новая разработка позволяет лучше понять влияние структуры поверхности на свойства этих материалов. Внедрение сверхпрочных компонентов, обеспечивающих прочную ковалентную связь, позволяет значительно улучшить общие механические свойства.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект № 21-12-00399).

«PRO Здоровье»

Статьи от экспертов о здоровом образе жизни, семейных отношениях, болезнях, красоте и др. Советы экспертов по фитнесу, диетам, правильному питанию.Справочники.

Поделиться
Опубликовано
«PRO Здоровье»

Свежие новости

Почему зуб реагирует на сладкое, но не болит от холодного

Почему зуб болит от сладкого, но не реагирует на холодное? Разбираемся, какие стоматологические проблемы могут…

Подагра больше не ждет старости: почему «болезнь королей» все чаще находят у молодых

Подагра всё чаще диагностируется у молодых людей и может начинаться с внезапной боли и отёка…

Еда для нервной системы: что действительно помогает выдерживать стресс и сохранять ясность ума

Какие продукты помогают поддерживать работу нервной системы, память и концентрацию? Разбираемся, какую роль играют витамины,…

Сколько стоят брекеты для подростка: из чего складывается цена

Подробный гид по стоимости брекетов для подростков: состав и этапы затрат, выбор материалов, диагностика, активации…

Зуб реагирует на холодное и сладкое: стоматолог объяснила, где заканчивается кариес и начинается пульпит

Короткая боль от холодного может означать и безобидную чувствительность, и пульпит. Стоматолог-терапевт объясняет, как различить…

Климакс до 40 лет: почему это не «ранняя менопауза» и что делать, если цикл пропал

Прекращение менструаций до 40 лет врачи относят не к ранней менопаузе, а к преждевременной недостаточности…

На сайте используются cookies. Продолжая использовать сайт, вы принимаете условия.

Читайте далее