Углеродның яңа формасын ничек таптылар

Бу матдәнең ачылу тарихы да гадәти түгел. Тикшеренүчеләр гади графитка, ягъни карандаш эченнән тартып чыгарып була торган җисемгә, скотч беркетеп, кире ертып алганнар. Скотчта графит кисәкчәләре белән беррәттән аның яңа төрле формаларының кисәкчәләре дә калыр дип уйланыла. Боларны галимнәр микроскоп кулланып тикшерәләр. Ахыргы чиктә, чыннан да, гадәти график кисәкчәләре арасында углеродның яңа формасы табыла. Бу гаҗәеп эксперимент шулай гади итеп башкарыла. Ә инде графенны, бу яңа матдәне, җентекләп өйрәнә башлагач, аның уникаль сыйфатлары булуын белделәр. Бер атом калынлыгындагы матдә, әлбәттә, гади үзенчәлекләр белән генә чикләнеп кала алмый.

Элегрәк мондый матдәләр хакында берни дә мәгълүм түгел иде. Хәзер исә, галимнәр фикеренчә, графенны куллану электрониканың үсешен тулаем үзгәртәчәк, углеродның яңа формасы электрон җайланмаларда, миллиардлаган микросхемаларда кремнийны алыштырачак, һәм, әгәр эшләр барып чыкса, бу искитмәле ачышны искитмәле итеп кулланып булачак.

Графенның уникаль сыйфатлары

Графен нигезендә техниканың алга китүе бик тә мөмкин, чөнки дөньяда иң юка матдә берьюлы берничә әһәмиятле һәм уникаль булган электрон, электрик сыйфатларга ия. Беренчедән, әлеге матдә яхшы үткәргеч булачак, чөнки ул углерод алтыпочмаклары чылбырларыннан төзелгән, ә бу чылбыр аша электр тогы бик яхшы үтә. Икенчедән, бераз үзгәреш кичерсә, графен нәтиҗәле изоляторга әйләнә ала. Үткәргеч, ярымүткәргеч һәм изоляторлардан торган микросхема ясый алабыз. Микросхема өлешләрен тәшкил итүче һәрбер җисемне графен нигезендә барлыкка китереп була.

Углеродның яңа формасын куллану

Бер генә матдә – Җирнең теләсә кайсы урынында табып була торган углерод – нигезендә микросхема белән эшләүче барлык электрон җиһазларны ясап булачак. Графенның уникальлеге шунда. Мәсәлән, кремний белән электрон җиһазларның ярымүткәргеч өлешен генә ясап була. Ә менә графеннан бөтен нәрсәне хасил итәчәкбез.

Графенны табу ысулы бик гади, монда заманча җайланма һәм җиһазлардан башка эшләргә һәм финанслау белән проблемалар кичерергә өйрәнгән россияле галимнәрнең тапкырлыгы күренә. Эштә авырлыклар белән очрашырга ияләшкәнгә күрә, алар нәтиҗәгә ирешүнең гадирәк юлларын эзли. Гейм һәм Новоселов максатларына үз зирәклеге аркасында иреште.

Шунысын да әйтергә кирәк: табигый фәннәр буенча Нобель премиясе гадәттә күптән эшләнгән ачышлар өчен бирелә. Ачышның эчтәлегенә төшенеп, аны гамәлдә куллана башлаганчы һәм тикшеренү нәтиҗәләренә башка галимнәрнең игътибары төшкәнче шактый вакыт уза. Ә графен очрагында премия ачыш ясалып, берничә ел үтүгә тапшырылды, бу исә ачышның әһәмиятен күрсәтә.

Графен куллануның киләчәге

Хәзер графенны бик күп җитештерәләр. Мондый ачышлардан аермалы буларак, графенны зур күләмдә табу ысуллары бик тиз ачыклана бара. Әмма әлегә углеродның яңа формасы кайда кулланылачагын әйтү авыррак. Галимнәр фундаменталь тикшеренүләр белән шөгыльләнгәндә, алынган мәгълүматны гамәлдә куллану турында соңгы чиктә генә уйлыйлар. Алар табигатьнең яңа кануннарын, яңа матдә һәм күренешләрен соңрак башкалар бу белемне куллану ысулын уйлап табыр әле дип өйрәнәләр. Әмма, графен турында инде күп белгәнгә күрә, ниндидер фаразлар ясый алабыз. Мәсәлән, тиздән бу углеродтан теләсә нинди тукыма һәм киемнәр эшләп булырга тиеш.

Графенны пластик һәм пластмасса урынында куллану

Графен ашамлык капларын ясаганда, авыр әйберләрне күчергәндә, шулай ук теләсә нинди пластмас җисемнәр җитештергәндә кулланылучы күпсанлы полимерларны алмаштыра ала. Графенны бу өлкәдә куллану аеруча әһәмиятле, чөнки пластмасс һәм пластик белән бәйле зур проблемаларның берсе – аларны таркату. Аларны яндырырга ярамый, чөнки янганнан соң беркайчан да черемичә, җирдә кала торган куркыныч матдәләр хасил була. Моның белән нишләргә икәне әлегә аңлашылмый, шуңа да бу проблеманы хәл итәр өчен зур акчалар сарыф ителә. Ә инде гади полимерлардан графен полимерларына күчсәк, бу проблема юкка чыгачак, чөнки чиста углерод – черетүче микроорганизмнарның яраткан ризыгы.

Петр Образцов, химия фәннәре кандидаты, «Наука и жизнь» журналы хезмәткәре

чыганак – Постнаука.ру сәхифәсе