Материалы будущего

Графен, внедренный, нанесенный слоями или напыленный, придает новые свойства существующим продуктам или позволяет разрабатывать новые. Это также уменьшает количество материала, необходимого для достижения той же производительности или повышения производительности до ранее недостижимого уровня.

Графен и металлы – решение проблемы будущего дефицита меди

Поскольку мир становится все более электрифицированным, спрос на металлы, особенно на медь, вырастет на порядок в течение следующих нескольких десятилетий. С другой стороны, к 2030 году прогнозируется дефицит меди в 10 миллионов тонн.

Флагманский ассоциированный член графена Компания GraphMaTech, Швеция, стремится снизить потребность в меди, заменяя часть ее графеном. По сравнению с одной медью, медно-графеновые композиты работают лучше по нескольким показателям, включая твердость, модуль Юнга и прочность на разрыв при комнатной температуре. Кроме того, графеновые наполнители сохраняют механические свойства меди и уменьшают эффекты электромиграции, которые могут привести к выходу из строя или потере соединения в схемах.

«Мы разработали технологии для интеграции графена в металлы с целью улучшить композиты металл-графен. Мы можем улучшить свойства металлических материалов, а это означает, что в определенных приложениях требуется меньше металла. Мы концентрируемся на приложениях электрификации и рассматриваем возможность использования металлов-графена, совместимых с водородом, для водородной экономики будущего», — сказал Мамун Тахер, генеральный директор GraphMaTech AB, во время вебинара «Обеспечение перехода к зеленой технологии с помощью графеновой технологии», организованного Graphene Flagship. Пакет инновационных работ 27 октября 2022 г.

Стекловолокно с графеновым покрытием и стекловолокно без покрытия. Кредит: Графрен АБ

Графен и стекловолокно – добавление новых функций

Флагманский ассоциированный член в области графена Компания Grafren AB, Швеция, напрямую покрывает стеклянные волокна графеновыми хлопьями для улучшения их свойств. Традиционные подходы к нанесению покрытий на основе графеновой краски или связующего вещества неприменимы к стеклянным волокнам. Графен и стеклянные волокна должны быть интегрированы на наноуровне, собирая и располагая графеновые чешуйки на поверхности волокон. «Мы уникальным образом покрываем стекловолокна графеновыми чешуйками. Полученное покрытие напоминает змеиную кожу, с множеством чешуек, расположенных на поверхности волокон и накладывающихся друг на друга», — объясняет генеральный директор Grafren Эрик Храновский. Команда успешно продемонстрировала изготовление легкого и мягкого электронного текстиля – электропроводящих тканей – используя тот же подход.

Графен и каучук – завоевание золотой медали на Тур де Франс 2022

Обычный каучук, натуральный или синтетический, для затвердевания должен подвергнуться химической реакции сшивания. Эти свойства можно дополнительно улучшить в процессе производства путем добавления ингредиентов в рецептуру. Оксид графена — один из них: он может как сшивать, так и армировать резину. Он может повысить способность резины противостоять длительному истиранию и улучшить прочность резины на растяжение и разрыв, огнестойкость и термостойкость.

Флагманский ассоциированный член Graphene компания Vittoria Spa, Италия, применила графен в своих гоночных шинах, получив улучшенные результаты по скорости и характеристикам качения (+5%), сцеплению (+8%), устойчивости к проколам (+19%) и долговечности. Графеновое соединение второго поколения Vittoria (Graphene 2.0) выиграло множество гонок Гранд-тура, а также чемпионаты Европы, Франции, Германии, Австрии, России, Бразилии и Панамерики по кросс-кантри MTB. Только в 2022 году гоночные шины Vittoria с улучшенным графеном были самыми быстрыми для велосипедов всех типов, выиграв такие гонки, как Тур де Франс (шоссе), чемпионат мира UCI по гравию, а также чемпионат мира UCI по горным велосипедам в кросс-кантри и чемпионат мира UCI. Чемпионаты по легкой атлетике, демонстрирующие лучшие результаты в своем классе в различных дисциплинах, а также на местности.

Йонас Вингегор выигрывает Тур де Франс 2022 года на графеновых гоночных шинах Vittoria Spa. Фото: Виттория Спа.