— Господин Бейкер, какие технологии применяются в Евросоюзе для производства графена?
Фото: www.manchester.ac.uk
Фото: www.manchester.ac.uk
— Существуют две основные методики (но в них много вариаций) получения графена. Методика «сверху вниз» (Top-down) начинается с графита, который через различные способы расщепляют на слои или пластинки графена. Методика «снизу вверх» (Bottom-up) начинается с атомов углерода или углеродсодержащего газа, например CH4 (метан), и с помощью таких процессов, как CVD (химическое осаждение из газовой фазы), образуется пленка графена на листе подложки (например, меди). (см. веб-сайт или канал YouTube для получения более подробной информации.)
— С помощью каких методов осуществляется контроль качества «сырьевого» графена?
— В настоящее время существует множество способов определения качества графена, включая количество слоев. Но основная методика включает методы Raman, SEM, XPS (рамановская, рентгеновская электронная и фотоэлектронная спектроскопия). Мы тесно сотрудничаем с Национальной физической лабораторией (NPL) Великобритании в разработке стандартов для графена и 2D-материалов.
— Существуют ли специальные операции по обогащению, очистке или рафинированию графена?
— В зависимости от процесса и применения могут быть и дальнейшие операции, например «функционализация» графенового материала, чтобы придать ему другие свойства, которые, скажем, могли бы сделать его легче диспергируемым.
— Расскажите, пожалуйста, о крупнейших потребителях европейского графена?
— «Форд» (автомобили), BAC Mono (автомобили), компания Huawei (гаджеты), Innov-8 (обувь), Vittoria (шины), теннисные ракетки, лыжи и др.
— Видите ли вы сотрудничество Великобритании и России в области исследований и разработок графена, а также в совместном производстве некоторых видов графена?
— Уже есть хорошие примеры сотрудничества Великобритании и России в академических кругах, обсуждается и потенциальное промышленное сотрудничество.
— По поводу цен. Недавно вы сказали: «Теперь вы можете купить графен менее чем за 100 долларов за килограмм при хорошем качестве и консистенции»…
— Существует много типов графенового материала, и они различаются с точки зрения качества и направлений использования. Цены могут значительно варьироваться, но уже сейчас вы видите некоторые пластинчатые (platelet) материалы по цене менее 100 долларов за килограмм, а цены снижаются. Ключом к правильному выбору графенового материала является область применения, которая определяет необходимые характеристики и качество.
— Как вам видится развитие мирового рынка графена в 2021–2025 годах?
— Есть много рыночных исследований, которые прогнозируют рост производства графена в течение следующих пяти лет, но реальный рост будет происходить за счет продуктов и приложений, поскольку мы приближаемся к «переломному моменту коммерциализации».
Graphene Flagship
— крупнейшая европейская программа по сотрудничеству производителей и исследователей в области графена, направленная на коммерциализацию этого материала. Она включает 142 организации в 23 странах. Создана в 2013 году с бюджетом €1 млрд с распределением финансов на десять лет. Консорциум по проекту «Графен» объединяет более 150 научно-исследовательских коллективов и промышленных партнеров. Особенностью данного проекта является синергетическое развитие фундаментальных и прикладных исследований.
В Европе есть несколько производителей графенового материала с уровнем мощности от тонны до десятков тонн. Тип и качество графена зависит от производственного процесса, а объемы могут меняться в зависимости от заказов (как правило, производственные мощности используются неравномерно и далеко не полностью). Примеры крупных компаний: Thomas Swan & Co. Ltd., Haydale, Perpetuus, Versarien, William Blyth, Applied Graphene Materials (AGM) и First Graphene в Великобритании, а в Евросоюзе Abalonyx, Graphenea (Испания), Directa Plus (Италия).
Напомним, что GEIC специализируется на четырех направлениях:
- мембраны и покрытия в таких областях, как опреснение воды, топливные элементы и упаковка;
- энергия: аккумуляторы, суперконденсаторы и накопители энергии;
- электропроводящие чернила и составы: печатная электроника и интеллектуальные структуры для носимых устройств и сенсорных приложений;
- композиты: возможности создания резиновых, пластмассовых, металлических и бетонных графеновых композитов.