Ученые из Харькова создали новый трехмерный материал на основе углерода, который в будущем может сотворить сенсацию в мире водородных автомобилей и электроники.

Как сообщил один из самых престижных в мире журналов по физике Physical Review Letters, харьковские ученые Нина Крайнюкова из Физико-технического института низких температур НАН Украины и Евгений Зубарев с Физико-технического факультета ХПИ открыли и протестировали новую модификацию углеродного волокна. Они окрестили ее "углеродные соты".

Речь идет о еще одной форме углерода, такой как графит, алмаз, графен. Как скоро новая технология пойдет в производство?

На данном этапе говорить о быстром коммерческом применении еще рано, мы сделали только первый шаг", - сообщила ЛІГА.net Нина Крайнюкова.

Дальнейшая работа над новой водородной формой будет проходить в кооперации с зарубежными учеными.

Углеродные соты способны хранить большое количество газа и жидкости в своей трехмерной структуре. Их можно использовать как легкое, энергоэффективное топливное хранилище, "топливный бак для водорода", объясняют в Physical Review Letters.

Евгений Зубарев из ХПИ рассказал ЛІГА.net, что работал над электронным микроскопом, который позволил Крайнюковой изучать структуру соединений углерода с очень высоким, практически атомарным разрешением. Коллега привлекла его к проекту десять лет назад. Долгое время о технологии никто не вспоминал.

"Крайнюкова изначально работала над свойствами абсорбции инертных газов (криптон, аргон) и увидела, что пленки волокна, которые синтезируются, имеют очень высокую емкость. Это было удивительно", - вспоминает Зубарев.

Его оценка совпадает с предположением американского издания: эта технология может стать решением для хранения водорода. Проблема, над которой в мире давно ломают голову. Хранение водородного топлива обходится дорого, более того, в ряде случаев это еще и небезопасно.

Применение украинской технологии в сфере водородного транспорта может заинтересовать зарубежных инвесторов, считает директор департамента развития дорожного рынка и автоперевозок Мининфраструктуры Роман Хмиль.

"Электродвигатели правительство Сингапура недавно признало экологически вредными, плюс они неэкономны. Эквивалент потребления - 10 л на 100 км, что хуже гибридов. А вот водородные двигатели очень перспективны", - отмечает он.

"Эффективное хранение и транспортировка водородного газа остаются ключевыми препятствиями для его использования как возобновляемого источника топлива", - пишут эксперты Physical Review Letters.

Министерство энергетики США не первый год пытается подстегнуть ученых к разработкам, которые позволят снизить расходы на покупку и эксплуатацию автомобилей на базе водородного двигателя.

Существует еще одна широкая сфера применения для открытия украинских ученых. Это микроэлектроника.

"Если заполнить "соты" разными металлами и неметаллами, спектр электрических и магнитных свойств будет очень широким", - рассказывает Нина Крайнюкова.

Мечта производителей электроники - получение равномерного устойчивого слоя графена и применение его в коммерческих масштабах. Графен наконец-то позволит изменить внешний вид современных смартфонов, планшетов, носимой электроники. Углеродный аккумулятор будет в сотни раз компактнее и тоньше, экраны станут гибкими и прочными.

Над технологиями применения графена в электронике вовсю работают команды ученых по всему миру. Украина - не исключение. Недавно стало известно, что американская компания American Graphite Technologies Inc. продлила контракт с командой ученых Харьковского физико-технического института еще минимум на полгода. Вот уже несколько лет они работают над технологией, которая позволит делать 3D-печать деталей с использованием графена. Финансируют проект американцы, результаты исследований не раскрывают. В случае успеха разработчиков все интеллектуальные права на инновацию остаются за американской компанией.

"Сегодня наша задача - с точки зрения науки найти физические решения, которые позволяют создать технологию графеновой (или, шире, наноуглеродной) 3D-печати. Желательно на наноуглеродном материале, уже сегодня производимом и имеющемся в свободной продаже", - рассказывает ЛІГА.net об основной идее проекта его куратор - научный сотрудник института Дмитрий Виноградов. Проще говоря, ученые хотят, чтобы углеродный 3D-принтер работал так же просто, как и устройство, использующее в качестве материала пластик. По словам Виноградова, такая печать открывает неограниченные возможности для применения - гаджеты, мобильные телефоны, бытовая электроника.