Научно-учебный лабораторный комплекс для получения графена и других наноуглеродных материалов введут в эксплуатацию на физическом факультете БГУ. Разработка обеспечит эффективную подготовку студентов по основным направлениям современного материаловедения. Комплекс станет доступен для проведения занятий уже в осеннем семестре нового учебного года.

Изучение способов создания наноматериалов является одной из наиболее актуальных и приоритетных задач обучения будущих физиков. Графен стал первым и наиболее известным двумерным материалом, привлекающим внимание научного сообщества с момента его открытия в 2004 году. Он состоит из слоя углерода толщиной в один атом и обладает уникальными электрическими, оптическими и механическими свойствами. Предполагается, что в будущем графен заменит большинство современных промышленных материалов. Уже сегодня он активно используется при создании функциональных элементов электроники, газовых, биологических и химических сенсоров, солнечных элементов, химических источников тока и др. Графен востребован в различных областях техники: машиностроении, медицинском приборостроении, энергетике и др.

Разработанный учеными БГУ комплекс позволяет как в автоматическом, так и в ручном режимах «выращивать» пленки графена и пиролитического углерода. Для этого установка содержит реакторную камеру, внутри которой находится металлическая подложка в виде медной либо никелевой фольги размерами 20х20 мм. Синтез материалов начинается с подачи в реактор углеродсодержащего газа. Под воздействием высоких температур он начинает разлагаться, формируя на поверхности подложки слой графеновой либо наноуглеродной пленки в зависимости от заданных параметров синтеза. Всего данный процесс занимает около 4–5 часов без учета остывания системы.

Комплекс оснащен программным обеспечением, которым управляет оператор (в данном случае, студент). Именно он задает в системе необходимые для синтеза значения температуры и давления, а также регулирует подачу и расход газа. Таким образом обучающиеся научатся самостоятельно управлять сложными физико-химическими процессами, наглядно изучат специфику обслуживания оборудования для создания наноматериалов и получат навыки синтезирования пленок графена и пиролитического углерода. Для этого сотрудниками физического факультета разработаны методические указания к лабораторному практикуму «Синтез графена и пиролитического углерода и исследование их свойств».

Также комплекс планируется использовать при выполнении научных исследований. Применение инновационной разработки в этом направлении позволит университету эффективно сотрудничать с производственными предприятиями Беларуси, которые специализируются на выпуске наукоемкой продукции, а также содействовать привлечению к учебному процессу ведущих ученых.

Создание учебного комплекса является результатом совместной работы коллективов физического факультета и Института ядерных проблем (НИИ ЯП) БГУ в рамках государственной научно-технической программы «Национальные эталоны и высокотехнологичное исследовательское оборудование». Разработчиками выступили директор НИИ ЯП Максименко Сергей Афанасьевич и заведующий лабораторией наноэлектромагнетизма института Демиденко Марина Ивановна, а также заведующий научно-исследовательской лабораторией физики электронных материалов кафедры физики полупроводников и наноэлектроники физического факультета БГУ Ксеневич Виталий Казимирович.

Источник: Учебный лабораторный комплекс для получения графена введут в эксплуатацию в БГУ