0:00:15.819,0:00:21.319
Наноматериалы и наноструктуры[br]встречаются повсюду в природном мире.

0:00:21.319,0:00:24.670
Взгляните на крыло стрекозы.

0:00:24.670,0:00:28.335
Если мы увеличим его в 100 000 раз

0:00:28.335,0:00:31.506
и посмотрим на прозрачную мембрану,

0:00:31.506,0:00:34.052
мы увидим наноструктуру,

0:00:34.052,0:00:37.668
которую невозможно разглядеть[br]невооружённым глазом.

0:00:37.668,0:00:40.237
Графен прозрачен.

0:00:42.987,0:00:46.089
Вот молекулярная модель графена.

0:00:46.089,0:00:48.398
Чтобы разглядеть, её увеличили

0:00:48.398,0:00:52.307
в 280 миллионов раз.

0:00:53.497,0:00:58.608
Графен состоит из одного[br]единственного элемента — углерода.

0:00:59.869,0:01:01.691
Он настолько прост.

0:01:01.691,0:01:05.652
Однако графен имеет [br]множество особых свойств:

0:01:06.492,0:01:11.648
это самый тонкий материал, [br]толщиной в один атом,

0:01:11.648,0:01:14.970
и он обладает наибольшей прочностью [br]среди всех известных материалов.

0:01:14.970,0:01:18.182
Его двумерная углеродная связь

0:01:18.944,0:01:23.057
твёрже тетраэдрической [br]углеродной связи в алмазе.

0:01:24.527,0:01:28.487
Он гибкий и растягиваемый.

0:01:29.187,0:01:34.183
Его можно полностью согнуть[br]и растянуть на 20%.

0:01:34.993,0:01:38.452
Теплопроводность у графена выше,

0:01:38.452,0:01:41.452
чем у всех других материалов, [br]включая медь.

0:01:41.452,0:01:43.745
Он способен выдерживать [br]наибольшую плотность тока

0:01:43.745,0:01:46.745
при комнатной температуре.

0:01:46.745,0:01:49.878
Его внутренняя подвижность

0:01:49.878,0:01:53.163
в 100 раз выше, чем у кремния.

0:01:54.523,0:01:58.068
Это самый непроницаемый материал:

0:01:58.068,0:02:02.951
даже наименьшие атомы гелия [br]не протискиваются через него.

0:02:04.501,0:02:07.165
Графен изменит мир.

0:02:07.165,0:02:11.777
Несомненно, через 10—20 лет [br]общество станет совершенно другим

0:02:11.777,0:02:14.451
и разумным.

0:02:14.451,0:02:18.199
Давайте поразмышляем о будущем.

0:02:19.249,0:02:22.985
Представьте себе время, когда [br]все прозрачные стеклянные окна

0:02:22.985,0:02:27.059
могли бы постоянно генерировать энергию [br]под воздействием солнечных лучей

0:02:27.849,0:02:30.912
и снабжать энергией все здания,

0:02:31.972,0:02:36.367
весь электрический транспорт [br]и электронные устройства

0:02:36.367,0:02:40.632
заряжались бы в течение 10 минут[br]и несколько дней не нуждались бы в зарядке,

0:02:41.582,0:02:47.259
морская вода опреснялась бы [br]при помощи карманного устройства,

0:02:47.259,0:02:51.307
превращающего её в питьевую,

0:02:51.307,0:02:57.642
умные приборы стали бы [br]частью нашей одежды

0:02:57.642,0:03:01.466
и даже иногда вживлены в кожу,

0:03:02.786,0:03:06.584
легковесные композитные материалы

0:03:06.584,0:03:08.062
стали бы прочнее, чем когда-либо,

0:03:08.062,0:03:12.175
и стали бы основным материалом[br]для построения судов,

0:03:12.175,0:03:16.498
транспортных средств и самолётов,

0:03:17.288,0:03:21.733
микросхемы производили бы расчёты

0:03:21.733,0:03:24.268
в 1 000 раз быстрее

0:03:24.268,0:03:27.694
с плазмонами вместо электронов!

0:03:27.694,0:03:33.208
Когда-нибудь, ещё при нашей жизни, [br]благодаря этому новому наноматериалу

0:03:34.022,0:03:37.186
всё это воплотится в жизнь

0:03:37.186,0:03:40.765
и коренным образом изменит наше общество.

0:03:41.655,0:03:44.979
Производство графена — [br]серьёзная проблема.

0:03:46.239,0:03:49.949
Хотя графен существует в графите,

0:03:49.949,0:03:53.381
многие учёные полагали, [br]что будет невозможно

0:03:53.381,0:03:56.010
выделить устойчивый графен из графита.

0:03:56.010,0:04:00.340
В 1930 году Ландау и Пайерлс предсказали,

0:04:00.340,0:04:04.782
что двумерные кристаллы [br]не могут существовать

0:04:04.782,0:04:07.169
из-за термодинамической неустойчивости.

0:04:07.169,0:04:12.117
30 лет спустя Мермин представил [br]аналитические результаты [br][br]

0:04:12.117,0:04:16.037
для полного обоснования своей гипотезы.

0:04:16.037,0:04:19.176
В 2004 году двое учёных,

0:04:19.176,0:04:21.715
Андрей Гейм и Костя Новосёлов,

0:04:21.715,0:04:25.454
использовали [br]для производства графена скотч.

0:04:25.454,0:04:30.471
Приклеивая скотч на пластинки графита

0:04:30.471,0:04:33.466
и снимая слой за слоем,

0:04:35.326,0:04:38.684
они получили очень тонкий графит.

0:04:38.684,0:04:43.066
Хотя большая часть поверхности [br]и состояла из тонких пластинок графита,

0:04:43.066,0:04:45.268
в конце концов было выделено

0:04:45.268,0:04:48.862
всего несколько кусочков [br]однослойного графена.

0:04:48.862,0:04:51.524
С тех пор тысячи учёных

0:04:51.524,0:04:54.526
начали проводить исследования

0:04:54.526,0:04:56.974
однослойного графена,

0:04:56.974,0:04:59.791
используя скотч.

0:04:59.791,0:05:04.082
Даже Нобелевская премия по физике[br]в 2010 году

0:05:04.082,0:05:06.398
была присуждена этим учёным

0:05:06.398,0:05:11.155
за новаторское использование скотча.[br](Смех)

0:05:11.155,0:05:13.993
Очевидно, что этот способ непрактичен

0:05:13.993,0:05:18.103
для массового производства графена [br]и полезных изделий.

0:05:18.103,0:05:21.749
В настоящее время множество [br]маленьких пластинок многослойного графена,

0:05:21.749,0:05:25.160
тонких графитовых пластинок,

0:05:25.160,0:05:29.761
может быть получено с помощью[br]химического расслаивания.

0:05:29.761,0:05:33.577
Добавляя его при изготовлении [br]теннисных ракеток или велосипедных шин,

0:05:33.577,0:05:38.029
можно повышать их прочность [br]и уменьшать массу композитного материала.

0:05:38.029,0:05:41.506
Однако получаемый материал [br]имеет чёрный цвет,

0:05:41.506,0:05:46.444
что несовместимо с прозрачностью графена.

0:05:46.444,0:05:51.286
Чёрный цвет означает, [br]что пластинки слишком толстые.

0:05:52.266,0:05:54.976
Кроме того, эти пластины слишком малы

0:05:54.976,0:05:59.246
для такого их использования, [br]о котором я говорил.

0:06:00.398,0:06:04.601
Как экспериментатору, [br]работающему с графеном,

0:06:04.601,0:06:07.602
мне для моих экспериментов нужно было

0:06:07.602,0:06:10.503
много однослойного графена [br]с большой поверхностью.

0:06:10.503,0:06:13.456
Однако в тот момент в Нидерландах

0:06:13.456,0:06:16.120
я не нашёл ни одной [br]исследовательской группы,

0:06:16.120,0:06:19.144
способной снабдить меня [br]высококачественным графеном.

0:06:19.144,0:06:24.209
Я ежедневно ездил в Лейденский[br]и Делфтский университеты,

0:06:24.209,0:06:29.414
пытаясь понять, как мне создать[br]крупные образцы графена.

0:06:30.554,0:06:33.294
На имеющихся установках[br]мне не удавалось выделить

0:06:33.294,0:06:36.995
качественный графен:

0:06:36.995,0:06:41.550
либо из-за плохого управления [br]потоками газа,

0:06:41.550,0:06:45.770
либо из-за того, что площадь нагрева [br]была слишком мала

0:06:45.770,0:06:48.507
для создания крупных образцов графенов.

0:06:49.207,0:06:51.887
К тому же мощность нагревателя [br]была недостаточной

0:06:51.887,0:06:54.838
для достижения 1 000°C.

0:06:56.018,0:07:00.108
Каждый день я просыпался в 6 утра

0:07:00.108,0:07:02.489
и возвращался домой в полночь.

0:07:02.489,0:07:06.059
Я перепробовал все мыслимые возможности.

0:07:06.629,0:07:12.435
Однако меня ожидало разочарование,[br]и передо мной вставали всё те же проблемы.

0:07:12.435,0:07:15.204
Я думал: «Я не закончу свою диссертацию,

0:07:15.204,0:07:17.584
если буду работать таким образом».

0:07:18.624,0:07:22.589
Через четыре месяца я решил [br]больше не тратить времени понапрасну

0:07:22.589,0:07:24.579
и сделать печь самому.

0:07:24.579,0:07:27.526
Благодаря своему руководителю[br]и факультету

0:07:27.526,0:07:31.143
я получил дополнительные средства[br]на оборудование.

0:07:31.143,0:07:35.536
В то же время я получил Молодёжную [br]премию за замечательные идеи

0:07:35.536,0:07:38.053
в размере 10 000 евро,

0:07:38.053,0:07:42.975
благодаря которой я смог купить материал.

0:07:46.625,0:07:52.669
Я до сих пор помню вторник, [br]17 апреля 2012 года.

0:07:53.490,0:07:56.507
После года напряжённой работы

0:07:56.507,0:08:00.066
я начал тестирование [br]собственного устройства.

0:08:00.066,0:08:03.546
Вакуумный насос,[br]который я достал в лаборатории,

0:08:03.546,0:08:06.948
был более чем восьмилетней давности

0:08:06.948,0:08:09.948
и проработал к тому моменту [br]более 29 000 часов.

0:08:09.948,0:08:13.747
К тому же и насос работал только

0:08:13.747,0:08:17.815
при температурах до 40°C.

0:08:19.435,0:08:23.572
Тогда я купил маленький [br]вентилятор за 30 евро,

0:08:23.572,0:08:27.183
который прекрасно охлаждал насос.

0:08:28.483,0:08:32.964
Это и была созданная мною печь.

0:08:34.834,0:08:39.614
Я объясню преимущества этого [br]самодельного устройства:

0:08:39.614,0:08:42.212
эта печь может нагревать[br]однодюймовую кварцевую трубу

0:08:42.212,0:08:45.280
до более чем 1 000°C

0:08:45.280,0:08:50.340
с колебаниями температуры [br]менее чем на один градус.

0:08:51.310,0:08:56.430
Существует прозрачное пуленепробиваемое[br]защитное покрытие Lexan,

0:08:56.430,0:09:00.793
защищающее от любого взрыва газа

0:09:00.793,0:09:03.900
и обеспечивающее безопасность[br]исследователя.

0:09:03.900,0:09:08.924
Есть небольшой маховик, [br]дистанционно управляющий

0:09:09.974,0:09:11.173
перемещением печи налево

0:09:12.373,0:09:13.506
и направо

0:09:14.536,0:09:17.784
с помощью цепной передачи,

0:09:17.784,0:09:21.323
подобно велосипеду.

0:09:21.323,0:09:26.550
С помощью такой установки [br]я мог подогревать и охлаждать образец

0:09:26.550,0:09:30.816
в 10 раз быстрее любого[br]коммерческого оборудования.

0:09:30.816,0:09:37.246
Стоит это приспособление [br]менее 20 000 евро,

0:09:37.246,0:09:42.159
и оно более чем в 7 раз дешевле [br]любого другого доступного оборудования.

0:09:43.409,0:09:47.288
Все компоненты могут быть оптимизированы[br]и хорошо контролируемы.[br]

0:09:47.288,0:09:50.961
Оно обеспечивает более [br]высокую производительность.

0:09:50.961,0:09:54.536
Мне очень нравилось проводить эксперимент [br]с моим собственным устройством.

0:09:55.556,0:09:58.513
Вот полученный мной графен.

0:09:58.513,0:10:02.453
Кристаллы графена растут[br]как кристаллы снега.

0:10:02.453,0:10:05.766
Метан, на долю которого приходится [br]около 80% природного газа,

0:10:05.766,0:10:09.805
используемого для приготовления пищи,

0:10:10.835,0:10:13.689
разлагается на атомы углерода

0:10:17.449,0:10:19.959
на медной подложке

0:10:23.529,0:10:28.347
при температуре 1 000°C [br]в атмосфере инертного газа.

0:10:33.243,0:10:36.385
Соединяясь друг с другом, атомы углерода

0:10:36.385,0:10:40.287
образуют графитовые кольца[br]с сотовыми конструкциями,

0:10:40.287,0:10:42.109
такими как в графите.

0:10:43.019,0:10:47.081
Я использую изотоп углерода [br]для определения роста.

0:10:48.091,0:10:53.027
Можете представить, что размер[br]отдельно взятого графенового кристалла

0:10:53.027,0:10:56.473
достигал нескольких миллиметров,

0:10:56.473,0:11:02.921
что больше размера атома углерода [br]более чем в миллион раз?

0:11:06.911,0:11:09.964
Можете ли вы поверить в то,

0:11:09.964,0:11:12.964
что этот образец был получен [br]шесть месяцев назад

0:11:12.964,0:11:18.983
и однослойный графен всё ещё способен[br]защищать медь от любого окисления?

0:11:20.433,0:11:23.778
Увеличиваясь в размере, кристаллы графена

0:11:24.748,0:11:27.596
соединяются с соседними [br]графеновыми кристаллами,

0:11:27.596,0:11:30.191
образуя сплошную плёнку.

0:11:31.091,0:11:33.574
Рост графена остановится,

0:11:33.574,0:11:35.871
когда не останется неизолированной меди.

0:11:37.281,0:11:42.385
В итоге получится однослойная[br]высококачественная графеновая плёнка.

0:11:43.369,0:11:46.414
Мы с коллегой первыми доказали,

0:11:46.414,0:11:49.613
что синтетический графен [br]не уступает по качеству графену,

0:11:49.613,0:11:53.418
полученному методом скотча,

0:11:53.418,0:11:56.767
однако его размер существенно больше.

0:11:58.387,0:12:02.910
Для массового производства графена[br]по очень низкой цене

0:12:02.910,0:12:08.045
была построена более мощная [br]и более хорошая печь.

0:12:09.145,0:12:11.474
Эта печь имеет кварцевую трубку [br]большего размера,

0:12:11.474,0:12:15.929
и в ней поддерживается [br]постоянная температура.

0:12:15.929,0:12:18.598
Как только рост графена прекращается,

0:12:18.598,0:12:24.425
я полностью отсоединяю печь от трубки

0:12:24.425,0:12:26.722
и вынимаю образец графена.

0:12:26.722,0:12:30.814
Немедленно я приступаю ко второму циклу [br]выращивания графена.

0:12:31.784,0:12:34.482
Эффективность роста [br]высококачественного графена

0:12:34.482,0:12:37.179
может быть повышена [br]в десять-двадцать раз,

0:12:37.179,0:12:41.457
и тогда существенно понизится[br]потребление энергии.

0:12:41.457,0:12:44.133
Изготовление сотни больших печей[br]позволит наладить

0:12:44.133,0:12:47.895
массовое производство графена [br]в ближайшее время.

0:12:51.585,0:12:56.389
Через слой графена [br]на прозрачной подложке

0:12:58.389,0:13:01.098
я могу видеть вас всех.

0:13:04.688,0:13:07.319
Но он обладает особыми свойствами:

0:13:19.644,0:13:21.520
он способен проводить ток

0:13:25.260,0:13:26.831
и обладает гибкостью.

0:13:29.661,0:13:31.261
(Аплодисменты)

0:13:40.651,0:13:43.916
Теперь вы можете представить себе

0:13:43.916,0:13:48.066
всевозможные будущие [br]области применения графена.

0:13:51.312,0:13:54.258
В настоящее время [br]этот небольшой кусок графена

0:13:54.258,0:13:56.984
стоит около 1 000 евро.

0:13:57.934,0:14:02.792
Я думаю, что его цена понизится до 1 евро

0:14:02.792,0:14:05.044
в течение нескольких лет,

0:14:05.044,0:14:08.624
так как натуральный газ[br]и медная фольга,

0:14:09.344,0:14:10.523
которые используются

0:14:11.773,0:14:14.942
для производства графена,

0:14:16.238,0:14:17.884
широко доступны.

0:14:18.914,0:14:22.752
В ближайшее время все мы будем [br]иметь доступ к графену

0:14:23.565,0:14:25.585
и осуществим эту мечту.

0:14:25.597,0:14:29.586
Помните, я сказал вам, [br]что мы будем жить в лучшем мире.

0:14:30.908,0:14:33.928
Сейчас я не могу показать вам[br]прозрачные стеклянные окна,

0:14:33.928,0:14:36.585
генерирующие электричество,

0:14:36.585,0:14:40.556
и электронику в моей одежде.

0:14:41.776,0:14:45.700
Но я могу показать вам нечто такое, [br]чего вы ещё никогда не видели.

0:14:47.589,0:14:53.297
На этом прозрачном полимерном крыле есть [br]прозрачный графен,

0:14:54.225,0:14:57.775
структурированный в проводную конструкцию.

0:14:58.486,0:15:00.476
Графен настолько необычен,

0:15:00.476,0:15:04.146
что если мы направим на него [br]очень малое количество энергии,

0:15:04.146,0:15:06.486
он уменьшится в размере.

0:15:06.486,0:15:07.986
И он настолько прочный,

0:15:07.986,0:15:10.796
что он может поднять[br]это полимерное крыло,

0:15:10.796,0:15:14.486
которое в тысячу раз тяжелее него,

0:15:14.486,0:15:18.486
имитируя при этом [br]махание крылом у биоробота.

0:15:23.615,0:15:28.225
Посмотрите, чего я достиг[br]за эти несколько лет.

0:15:29.925,0:15:33.925
Я верю в то, что вместе [br]мы сможем осуществить нашу мечту

0:15:33.925,0:15:39.705
о массовом производстве [br]качественного графена.

0:15:39.705,0:15:40.965
Спасибо.

0:15:41.185,0:15:43.415
(Аплодисменты)