Оборудование для синтеза графена. Графен: новые методы получения и последние достижения

Проектирование и сборка оборудования для синтеза графена

Разновидности оборудования

Начальная версия

Особенности

Синтез монослоя графена на меди без использования взрывоопасных газов

Применение

В обучающих целях в лабораториях (школы, ВУЗы и т.д.), где запрещено использование взрывоопасных газов

Стандартная версия

Особенности

1) Синтез монослоя графена на меди 2) Синтез графеновой плёнки на никелевой фольге

Применение

В научных лабораториях для синтеза графена с необходимыми параметрами

Многофункциональная версия

Особенности

1) Синтез монослоя графена на меди 2) Синтез графеновой плёнки на никелевой фольге 3) Синтез любых наноматериалов методом CVD (методом химического газофазного осаждения)

Применение

В научных лабораториях для синтеза наноматериалов с необходимыми параметрами

ХарактеристикиОсновные параметрыПреимущества установки

  • 30х60 мм — размер синтезируемого графена на фольге (для всех версий);
  • 50 мм — диаметр нагревательного столика с равномерностью нагрева 2-3% (комплектуется дополнительно для многофункциональной версии);
  • 1300 С — максимальная температура нагревательного столика (для многофункциональной версии);
  • 3 РРГ — газовая линейка из трёх регуляторов расхода газа (для стандартной и многофункциональной версии) или более по запросу;
  • 0,01-1000 мбар — вакуумный диапазон камеры и вакуумметра (для всех версий) или более низкий по запросу;
  • точный контроль температуры каталитической подложки с помощью пирометра: точность 1 градус (для стандартной и многофункциональной версии).
  • компактный размер вакуумной камеры: диаметр 14 см, высота 12 см (объём = 1,9 литра);
  • точный контроль скорости охлаждения и скорости нагрева каталитической подложки в широком диапазоне: от 1 градуса в минуту до 500 градусов в секунду;
  • 500 Ватт — потребляемая мощность оборудования;
  • внешние размеры настольного оборудования не более 50х50х50 см.
  • 30 минут — полный цикл синтеза графена;
  • программное обеспечение с полным контролем процесса синтеза;
  • автоматизированный процесс по предустановленным программам: синтез графеновой плёнки с заданным количеством слоёв (монослой графена на поверхности медной фольги и графеновая плёнка на никелевой фольге с нужным количеством слоёв от 3 до 100)
  • О компании
    • История компании
    • Наши исследования и разработки
    • Контактная информация
    • Политика обработки персональных данных
  • О графене
    • Строение и структура графена
    • Свойства графена
    • Методы получения графена
    • Области применения графена
  • Услуги
    • НИОКР под заказ
    • Решения для индустрии
    • Решения для образования
  • Продукция
    • Оборудование для синтеза графена
    • Графен в в виде пленки
    • Графеновый порошок
    • Оксид графена
    • Двумерные материалы
    • Оплата и доставка
  • Новости и аналитика

Связаться с нами +7 926 35 00 682 [email protected]

Любое использование либо копирование материалов или подборки материалов сайта, элементов дизайна и оформления допускается только со ссылкой на источник: на rusgraphene.ru. © Copyright ООО «РУСГРАФЕН» 2020

  • Главная
  • О компании
    • История компании
    • Наши исследования и разработки
    • Контактная информация
    • Политика обработки персональных данных
  • О графене
    • Строение и структура графена
    • Свойства графена
    • Методы получения графена
    • Области применения графена
  • Услуги
    • НИОКР под заказ
    • Решения для индустрии
    • Решения для образования
  • Продукция
    • Оборудование для синтеза графена
    • Графен в в виде пленки
    • Графеновый порошок
    • Оксид графена
    • Двумерные материалы
    • Оплата и доставка
  • Новости и аналитика
  • Обратная связь

Применения

Сейчас уже с уверенностью можно сказать: во всех устройствах будущего в том или ином виде будет присутствовать графен или другой двумерный материал. Перечислить все потенциальные применения графена невозможно. Его можно совместить даже биологическими организмами. Например, ученым Университета Тренто (Италия) и Центра по разработкам с использованием графена Кембриджского университета удалось «накормить» графеном пауков, после чего те стали производить паутину, которая оказалась в несколько раз прочнее обычной. Похожую работу провели китайские исследователи, скормив графен шелкопряду и получив прочную шёлковую нить, которая проводит электричество и может быть использована, например, в носимой электронике.

Реклама на Forbes

В одном из своих интервью Андрей Гейм высказывал мысль, что выделять какую-то одну наиболее перспективную область применения даже вредно: «Поле [применений] настолько велико, что сосредоточение в одном из направлений приведет к ослаблению развития в целом». Так или иначе, вы можете быть уверены: в камерах ваших телефонов, в ваших очках или умных контактных линзах, любой гибкой носимой электронике, умных настенных покрытиях, в разрабатываемых сейчас биосенсорах и нейроинтерфейсах и многом другом, не говоря о новых функциональных материалах для любых применений, например, в авиастроении или оборонной сфере — будет графен. Есть области, где этот двумерный материал используется уже сейчас. Теннисисты Новак Джокович, Энди Мюррей и Мария Шарапова играют ракетками, содержащими графен, а Билл Гейтс финансирует создание прочных и тонких графеновых презервативов. Научные конференции сопровождаются шоурумами, где стартапы и лидеры индустрии представляют свои последние разработки. Например, на выставке Mobile World Congress в фервале 2017 года был представлен концепт автомобиля с корпусом из графенового пластика. А в марте на Женевском автосалоне был презентован китайский  электромобиль на основе графеновых батарей, который планирует конкурировать с Tesla. И количество приложений будет только расти.

  • Применения графена (видео)

Технологии в массы

Действительно, массовых графеновых технологий, несмотря на серьезные финансовые вливания в эту область, до сих пор не появилось. Основная сложность с широкомасштабным применением графена — создание работающего устройства. Графен — двумерный материал, и использовать его в трехмерном мире достаточно сложно. Совмещение технологий производства графена с существующими технологиями микроэлектроники и других отраслей промышленности позволит создать целый класс новых продуктов, но как раз это сейчас и составляет основную трудность. Выращенный графен можно переносить на ту или иную подложку вручную, но это плохо соотносится с технологиями массового производства. Именно над проблемой интеграции графена в различные устройства работают многие ученые и исследовательские центры: ведутся исследования по низкотемпературному росту графена на различных подложках и разрабатываются автоматизированные технологии его переноса. На решение этой проблемы, например, нацелен графеновый центр в Самсунге. Этой проблемой занимаемся и мы на Физтехе в сотрудничестве с датской компанией Newtec. Ее решение — лишь вопрос времени, а потому, если еще пару лет назад в мире был определенный скепсис по части прикладных разработок на основе графена, то сейчас это уже ничем не сдерживаемый оптимизм.

Прогнозы рынка

Вложения в исследования графена — это вложения в светлое будущее, пусть пока и без четкого понимания, каким оно будет. Именно поэтому сейчас так сложно спрогнозировать объемы рынка через несколько лет, по текущим прогнозам, рынок графена в течение десятилетия вырастет в 30-100 раз. Но он может вырасти и в тысячи раз — достаточно только появиться умным контактным линзам с графеном, запустить в серийное производство быстрозаряжающиеся аккумуляторы или разработать любую другую технологию, которую представить сейчас мы не можем. Так же, как когда-то не могли представить, как разовьется рынок лазеров или компьютерной техники.

Рынок графеновых технологий

По последним данным, в мире насчитывается 142 организации, которые производят графен. Однако в действительности рынок графена — это не килограммы «графенового сырья», а технологии на его основе: прикладные разработки и патенты. Дело в том, что графен, как и другие двумерные материалы, можно комбинировать друг с другом, получая принципиально новые свойства. Так, например, применение графена и оксида графена в биочипах, технология создания которых существует уже несколько лет, позволяет в десятки раз увеличить их чувствительность. Использование графена в качестве одного из фоточувствительных элементов матриц камер позволяет в сотни раз увеличить их чувствительность и существенно расширить их спектральный диапазон.

Возможности таких комбинаций, как отмечает прозванный отцом графена Андрей Гейм, практически безграничны, и вряд ли все из них мы сможем реализовать в перспективе хотя бы ближайших пятидесяти лет. Внедрение графена в различные устройства дает колоссальные перспективы. Но именно здесь пока нет однозначных результатов.

Магазин наноматериалов

— Меня охватил азарт: научиться синтезировать CVD-графен максимально хорошего качества, — рассказывает Максим Рыбин. — Со временем им заинтересовались коллеги из ИОФ РАН и других организаций. Появились заказы синтезировать графеновые пленки под конкретные научные задачи. Когда я понял, что способен производить CVD-графен, не уступающий мировым аналогам и в полтора раза дешевле, я зарегистрировал научно-производственную компанию «Русграфен» и открыл онлайн-магазин наноматериалов «Русграфен.Маркет».

Основой бизнеса стала разработанная Максимом Рыбиным и коллегами из лаборатории спектроскопии наноматериалов ИОФ РАН технология синтеза CVD-графена с контролируемым числом слоев (от одного до нескольких десятков) — ключевым параметром, определяющим уникальные физико-химические свойства графеновых пленок. Технология воплощена в компактной установке Graphene Submarine, которая позволяет в автоматическом режиме синтезировать CVD-графен на металлических подложках размером 30 на 60 миллиметров. Целевая аудитория установки — научные коллективы. Для университетов и школ спроектирована специальная версия Graphene Submarine без использования легковоспламеняющихся и взрывоопасных газов: метана, ацетилена и газообразного водорода.

magnifier.png
 Графеновые чернила применимы для печати NFC и RFID-меток, гибких шлейфов и электрических плат. На их основе можно создавать антистатические, экранирующие и нагревательные покрытия практически на любом материале: полимерах, бумаге, тканях и проч

Научные лаборатории стали первыми клиентами компании «Русграфен». Например, в лаборатории наноуглеродных материалов МФТИ используют CVD-графен для исследования плазмонных эффектов и создания фотодатчиков терагерцового диапазона. Сотрудники лаборатории лазерной оптики поверхности ИОФ РАН недавно напечатали графеновую пленку на кремниевой подложке с помощью лазерно-индуцированного переноса. Эта относительно простая технология может заменить трудоемкие литографические методы создания графеновых структур в микроэлектронных устройствах.

Помимо графена магазин наноматериалов пополняется продукцией лабораторий-партнеров. Так, лаборатория графеновых нанотехнологий Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова синтезирует для «Русграфен.Маркета» атомарно тонкие пленки дисульфидов молибдена (MoS2) и вольфрама (WS2). В отличие от полуметалла с нулевой запрещенной зоной графена они обладают полупроводниковыми свойствами и применяются для разработки тонкопленочных транзисторов и других устройств слаботочной наноэлектроники.

— Применений у CVD-графена множество: гибкие и прозрачные электроды, мембраны и сенсоры, логические элементы и ячейки памяти, оптоэлектронные устройства и нелинейных оптические элементы для лазеров, — говорит Максим Рыбин. — Словом, этот материал востребован в высокотехнологичных областях электроники, которые в нашей стране пока не очень развиты, а к выходу на зарубежный рынок компания «Русграфен» только готовится. Текущий спрос на CVD-графен со стороны российских ученых и исследовательских организаций обеспечивал лишь штучные продажи в месяц. Поэтому в 2018 году мы объединили усилия с компанией «Графенокс» из Института проблем химической физики РАН (Черноголовка) и сосредоточились на производстве других видов графена — порошков и паст из графеновых частиц. Их используют для упрочнения бетонов, модернизации литий-ионных батарей и создания электропроводящих чернил.

ГРАФЕН.jpg
Пленки, содержащие разное количество слоев графена: непрозрачные образцы — 50 слоев, прозрачные — один слой. Пленки получены на оборудовании компании «Русграфен»
Мария Ромакина

Источники

  • https://www.rusgraphene.ru/equipment
  • https://www.forbes.ru/tehnologii/350041-bitva-za-grafen-2-kommercheskoe-primenenie
  • https://stimul.online/articles/innovatsii/prodavtsy-grafena/

[свернуть]