Cоздан сверхпрочный композитный материал из графена и алмаза

Исследователи из России разработали ультрапрочный, стабильный и гибкий композит из графена и алмаза, который можно получить с помощью облучения материала ионами ксенона. Этот материал найдет применение в космической авиации, автомобильной и биомедицинской отраслях. Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу НИТУ МИСИС.

"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", – пояснил исследователь из НИТУ МИСИС (Москва) Лев Томилин.

Эксперты, а также специалисты Института физики полупроводников СО РАН и Объединенного института ядерных исследований, совершили это открытие при изучении того, как облучение пленок из графена при помощи ионов благородных газов влияет на их структуру. Интерес к этому процессу был связан с тем, что в природе столкновения скоплений углерода с заряженными частицами, в том числе с космическими лучами, приводит к образованию наноалмазов.

Руководствуясь подобными соображениями, российские исследователи проследили за тем, как менялась структура нескольких типов пленок из многослойного графена при их облучении ионами ксенона, разогнанными до разных скоростей. Эти опыты показали, что наноалмазы с диаметром от 5 до 20 нанометров действительно возникают в толще графена в том случае, если в пленке содержится как минимум шесть или более слоев этого двумерного углеродного материала.

При этом исследователи обнаружили, что плотность наноалмазных включений в графеновой пленке напрямую зависит от того, насколько плотным был поток разогнанных ионов ксенона, которыми облучался графен. Это позволяет гибко управлять тем, как много наноалмазов присутствует в материале, что влияет на его прочность, гибкость и другие механические и физические параметры.

Как отмечают исследователи, созданные ими двумерные наноалмазы могут найти широкое применение в отраслях, где требуются прочные, проводящие и одновременно функциональные покрытия. К примеру, их можно использовать для покрытия деталей микросхем, имплантов, создания чувствительных сенсоров и других технологических решений, рассказали исследователи.