В Межвузовском кампусе Уфы начнут работу над полупромышленным синтезом графена

Заместитель Премьер-министра Правительства Республики Башкортостан, министр промышленности, энергетики и инноваций Александр Шельдяев отметил, что графен является исключительно ценным материалом, а его производство из недорогого нефтехимического сырья имеет важное значение для промышленности республики, особенно учитывая современную мировую ситуацию. Он подчеркнул, что графен улучшает свойства битума, используется для повышения прочности сплавов и применяется в других областях, и выразил уверенность, что работа в этом направлении принесет значимые результаты.

В отличие от печной графеновой сажи, графен обладает уникальными свойствами. Он имеет наноструктуру с частицами размером порядка 7–25 нанометров. Один нанометр равен миллиардной доле метра, поэтому графен равномерно распределяется в материалах. При добавлении его в бетон, пластмассу или металлические сплавы даже в количестве от одной до нескольких сотых долей процента значительно повышаются плотность, износостойкость и устойчивость к нагрузкам и деформации.

Графен может улучшать свойства битума в дорожном строительстве и композиционных материалов на основе резины и пластика. Турбостратный графен применяется в производстве резиновых мячей, клюшек, спортивных покрытий, корпусов автомобилей и фюзеляжей самолетов, снижая износ шин в сотни раз. Он также усиливает свойства антикоррозионных покрытий и повышает прочность сплавов.

Работа над уникальной установкой для синтеза графена из углеродного сырья, превосходящей американские и китайские аналоги, ведется в УГНТУ уже два года. Установка представляет собой плазмотрон, где с помощью мощных импульсных разрядов создается электрическое поле, приводящее к возникновению плазмы с температурой до 5500°C на тысячные доли секунды. В таких условиях печная сажа разлагается на атомы углерода, из которых плазма формирует кристаллы графена. Качество графена зависит от времени выдержки образца в плазме и мощности разряда. Лаборатория занимается подбором параметров для получения графена высокого качества.

Профессор Михаил Доломатов, начальник лаборатории технологии углеродных материалов и спектроскопии Центра углеродных технологий УГНТУ, академик РАЕН, сообщил, что установка имеет несколько ключевых преимуществ перед зарубежными аналогами: она проще в производстве, дешевле в эксплуатации и обеспечивает высокое качество графена. Он отметил, что в отличие от американских установок, которые работают на силовой электронике из каскада трансформаторов, их установка функционирует от сети 220 В, при этом качество графена превосходит результаты ряда зарубежных лабораторий.

За последний год лаборатория получила четыре патента на изобретения. В настоящее время завершаются эксперименты на лабораторной установке, и синтез турбостратного графена готовится к переходу на полупромышленный и промышленный уровни производства.

Справочно

По поручению Президента Владимира Путина в России создается сеть современных кампусов. К 2030 году планируется появление 25 кампусов, а к 2036 году их число увеличится до 40. Проект реализуется при поддержке Правительства Российской Федерации и Минобрнауки России, а также национального проекта «Молодёжь и дети».

Уфимский Межвузовский кампус станет студенческим пространством с жилыми помещениями на 4,3 тысячи человек, учебно-научным комплексом, лабораториями, деловыми зонами, магазинами, скверами и другими объектами городской среды, доступными также для жителей и гостей города.