Редакция портала ProCapitalist.ru связалась с командой инженеров из Vollebak, чтобы узнать всю правду о графене.
На прошлой неделе мы обсуждали разработку компании Vollebak - куртку, которая по словам разработчиков, может проводить энергию, сохранять и перераспределять тепло, а также отталкивать бактерии.
€ 595, Vollebak - Graphen Jaket.
Основные вопросы к разработке от участников группы ProCapitalist в Facebook:
- "Очередной бред. Длина целиковой графеновой нити максимум 0.1 мм, т.е. никакой прочности добавить она не может.
для электропроводности графена нужно добавлять много". - "Инновация не превосходит прежнего качества, теряя свои основные свойства, в данном случае - эксплуатационные, а электричество вредно для организма".
- "Графены и углеродные нанотрубки рассматриваются в настоящее время как перспективные материалы для наноэлектроники. А вы делаете выводы для обычного мира".
- "При нынешней цене производства сотни-тысячи долларов за м2", "вы цены посмотрели ? квадратный метр графена стоит 1.5 млн рублей. и это без дополнительной обработки. Чуваки выкрасили куртку в черный, будто там графена на полкило. На практике там наверняка графитовый порошок, который не имеет никакого отношения к свойствам графена".
- "Судя по вашему описанию этого тепла от радиатора не хватит и на десять минут. То в чем смысл?"
К слову об электричестве: на спине куртки я предложила установить LED-экран, раз уж графен является хорошим проводником.
Подробнее о электропроводности графена в конце статьи.
Примитивную схема сборки экрана на одежду под управлением мобильного приложения здесь.
Давайте вернемся к основному вопросу.
ProCapitalist.ru связался с командой Vollebak, чтобы выяснить как все устроено. Любезные товарищи не только поделились информацией о графене, но и скинули тест-драйв той самой куртки.
Проверим куртку на прочность в заключительной части этой истории. Тогда и разберемся с возможностями графена сохранять и регулировать тепло.
Сегодня же ответим на вопросы в комментариях, поговорим об умном текстиле, графене и инновационных материалах.
Поехали?
Начать, пожалуй, стоит с истории. (Кто не читал - посмотреть можно тут) В 2004 году два независимых исследователя, Андре Гейм и Константин Новоселов, создали графен, а затем получили Нобелевскую премию.
Теперь, внимание, информация: Группа исследователей из компании Vollebak 5 лет работала над разработкой куртки как раз совместно с Андре и Константином, лауреатами Нобелевской премии. Более того, работали они даже не в своей собственной лаборатории, а совместно с Национальным институтом графена (NGI) (Великобритания).
Национальный институт графена (NGI), занимает 7 825 квадратных метров и оснащен самым современным оборудованием. Финансирование NGI включает 38 млн. фунтов стерлингов от Правительства Великобритании и 50 млн. фунтов стерлингов, выделенных на исследования графена. 23 млн. фунтов стерлингов были присуждены Университету Европейским фондом регионального развития (ЕФРР).
Отдельные исследовательские проекты финансируются рядом организаций, включая EPSRC, фонд Leverhulme, BBSRC, Европейскую комиссию (EC) и её Европейский исследовательский совет (ERC), а также Королевское общество.
Средства позволяют ученым и их промышленным партнерам работать бок о бок над современными и интересными проектами.
Закрыли первую часть первого комментария "очередной бред"?
Пожалуй, компания из лауретов Нобелевской премии, группы инженеров, NGI и Правительства Великобритании, на первый взгляд, не выглядит группой энтузиастов, которые решили подзаработать на куртках по €595.
К слову, это те самые "чуваки", которые "выкрасили куртку в черный".
"They described it as the single best use commercial use of graphene that they'd ever seen" - комментирует компания Vollebak.
В России существует стереотип, что Британские ученые занимаются одной ерундой, поэтому я решила собрать данные о графене со всего мира через интернет, пообщавшись с несколькими учеными в этой области. Обобщенные сведения публикую ниже.
Здесь объективное FAQ о графене (подробнее о том, почему графен "невероятно проводит тепло и электричество" можно спросить на сайте The University of Manchester, они открыты к диалогу). Это раз.
Графен принадлежит к семейству материалов, называемых «2D» или «слоистые материалы». По сути, это огромные молекулы, которые могут достигать ширины 1 см, но имеют толщину всего несколько атомов. Первый вопрос о толщине нити.
Цена на графен сильно зависит от его качества и количества. Цена может варьироваться от 20 до 2000 долларов за кг, в зависимости от типа и объема материала. Ну никак не 1.5 млн рублей за кв.м.
По сообщению ученых из Соединенных Штатов Америки: "В Университете Манчестера команда исследователей находится на грани текстильной революции. Умный текстиль пережил ренессанс в последние годы благодаря инновациям, миниатюризации и беспроводной революции".
Ключевой тренд на рынке электронного текстиля отходит от сшитой электроники к полной интеграции технологии в реальную одежду с использованием методов струйной печати. Команда, возглавляемая доктором Назмулом Каримом, разработала композитные чернила на основе графена для струйной печати для носимых электронных текстильных изделий.
Кто там писал про вредное для организма электричество?
Кажется, комментарий номер 2.
Ответ ученых высокоинтеллектуальному комментатору выглядит примерно так:
"Способность графена проводить электричество обладает потенциалом для производства персонализированной одежды, которая может взаимодействовать с человеческим телом и постоянно отслеживать, собирать и передавать различные физиологические параметры (такие как температура, влажность, частота сердечных сокращений и мониторинг активности). Такая одежда может потенциально обеспечить решение перегруженной системы здравоохранения в результате старения общества, а также поддержания здоровой и независимой жизни для всех, независимо от времени и места"(с).
Другое мнение специалистов:
"Мы можем встроить целую зарядную станцию в волокна вашей одежды, а это значит, что вам не понадобится кабель для зарядки - просто вставьте телефон в карман и заряжайте, пока вы в пути" (с) - создатели суперкара "Графен".
Ответ на тот же комментарий номер 2 о свойствах, которые не улучшаются:
"Недавно опубликовано исследование в ACS Applied Materials and Interfaces, об использовании графена в натуральных волокнах. Графен улучшает прочность и эксплуатационные характеристики натуральных волокон, а также создает более экологичную альтернативу синтетическим материалам.
Природные материалы, такие как джут - это на 100% биоразлагаемый, пригодный для вторичной переработки и экологически чистый продукт. Однако без использования графена такие материалы страдают от плохих механических и межфазных свойств.
Это делает графен чрезвычайно привлекательным для различных секторов промышленности, стремящихся создать более дешевую, более экологичную альтернативу синтетическим композитам из-за их потенциала уменьшить углеродный след текстильной промышленности"(с).
Вернемся к команде, которая разработала композитные чернила на основе графена для струйной печати для носимых электронных текстильных изделий.
"Наши полностью струйные печатные графеновые композитные чернила на текстиле обеспечивают точное, управляемое и масштабируемое изготовление носимой электроники следующего поколения в сочетании с преимуществами сокращения отходов материала и использования воды" - Доктор Назмул Карим, специалист в области носимой электроники и текстиля на основе графена и других 2D материалов.
К вопросу номер 3 об "обычном мире"
«Текстиль в настоящее время производится с огромными экологическими издержками из-за использования чрезмерного количества воды, токсичных химикатов и синтетических материалов. Спрос на современные и многофункциональные материалы, такие как графен, и их производство экологически безопасным способом, таким как цифровое производство, выше, чем когда-либо в текстильной промышленности».
В "обычном мире" заинтересованные люди стараются снизить стоимость на инновационные материалы и научиться их применять, а о вопросах экологии и fashion-индустрии говорят по всему миру. На саммите G7 в августе 2019 года был создан Fashon Pact G7, который подписали ведущие игроки индустрии (Chanel, Adidas, Burberry, Gap Inc., Giorgio Armani, H&m Group и тд). В Лондоне требуют отменить Неделю Моды, в Стокгольме уже отменили. Это и есть "обычный мир", в котором, слава небесам, есть люди думающие.
К вопросу о цене.
На фото суперкар "Графен", разработанный BAC и Haydale.
Суперкар! А ведь некоторые профессионалы сошлись во мнении, что куртку пришлось просто выкрасить в черный, потому что графен нереально дорогой.
По оценкам зарубежных исследователей более 50 миллиардов единиц одежды и 20% всей одежды будут интегрированы с электроникой к 2020 году. Мы не можем игнорировать прогнозы. Бесспорно, нельзя верить каждому, но следить за направлением и скоростью разработки технологий мы можем.
Инновации - это будущее, а будущее не за горами. Не стоит уповать на то, что это "слишком дорого" или если это "работает непонятно".
Надеюсь после этого разговора, дорогой читатель, мы раз и на всегда условимся: весь материал, которые публикуется на сайте ProCapitalist.ru проходит тщательную проверку.
Кого не интересуют технологии - дальше можно не читать, будет скучно.
Исследование, опубликованное доктором Каримом, показало потенциал печати гибких аккумуляторных устройств непосредственно на текстиле без необходимости использования громоздких аккумуляторных блоков. (Про экран на куртке помните?)
Это что касается зарядки (в принципе, схема уже будет работать).
Теперь что касается света... К слову, это исследование еще не закончено.
Если кратко: создается материал из нескольких слоев, графен здесь играет не последнюю роль.
"С помощью электричества на низких частотах появляется свет. Ученые связывают электроны и пустоты, находящиеся в разных дихалькогенидах переходных металлах, так называемые межслойные экситоны. Исследователи создали экспериментальные условия, когда эти экситоны рекомбинируют без излучения, эффект Оже. Высвободившаяся энергия передается другим носителям, которые затем могут переходить в более высокие энергетические состояния. В результате носители заряда, энергия которых изначально была слишком низкой, чтобы преодолеть запрещенную зону материала, теперь могут легко пересекать этот потенциальный барьер, рекомбинировать и излучать свет. Этот эффект называется повышением частоты"(с).
Все еще не верите в куртку с анимацией на спине?
Если еще сомневаетесь, почитайте здесь о свойствах материала здесь. Если тяжело на английском, можно перевести страницу в правом верхнем углу браузера.
О том, как графеновая куртка использовалась в качестве спасительной солнечной панели в Непале, а также о других характеристиках, которые были протестированы во время тест-драйва куртки - читайте в следующих выпусках новостей на нашем сайте.
P.S. И мне, как инженеру, нисколько не стыдно за то, что я не смогла объяснить принцип работы графена в куртке (см.комментарии) Лучшие умы мира стараются объяснить, как это работает!
Физики из Университета Манчестера и Университета Шеффилда обнаружили, что когда два атомно тонких (двумерных) материала, таких как графен , помещают друг на друга, как башня «Lego», их свойства изменяются, и материал с новыми гибридными свойствами появляется, делая возможным создание принципиально новых материалов.
