Графен представляет собой двумерный материал из углерода толщиной в один атом. Атомы располагаются на плоскости в узлах шестиугольной решётки, что делает графен самым тонким материалом в мире. Создавшие его в 2004 году учёные обнаружили, что он имеет ряд ценных физических свойств, которые могут найти широкое применение, например. в создании более эффективных аккумуляторов или более производительной электроники.
Сегодня графен получают путём обработки минерального графита такими химическими веществами, как серная кислота, нитрат натрия, перманганат калия или гидразин, в течение длительного времени при точном соблюдении определённых температур. Другие методы получения графена заключаются в нагреве углеводородов до температуры в 1 тысячи градусов Цельсия в присутствии катализаторов.
Такие методы являются не только энергоёмкими, но даже опасными, и имеют низкий выход конечного продукта, составляющий миллиграммы.
Разработанный профессором Крисом Соренсеном и его командой новый метод получения графена позволяет производить материал в больших объёмах с минимальными затратами энергии и без использования каких-либо опасных химических веществ.
Не нужно никаких химикалиев, дорогих катализаторов или сложного оборудования — достаточно наличие кислорода и углеводородов в газообразном состоянии (подойдут ацетилен и этилен!). Метод канзасских физиков до обидного прост: вышеупомянутые газы закачиваются в детонационную камеру и смесь подрывают искрой от автомобильной свечи зажигания. Остаётся только соскрести со стенок образовавшийся графен.
Как часто бывает с научными открытиями, новый метод получения графена был открыт случайно. Учёные занимались совершенно другим — разрабатывали метод получения сажевых аэрозольных гелей с целью дальнейшего его патентования. Для получения гелей они закачивали ацетилен и кислород в 17-литровую алюминиевую камеру и подрывали смесь. Исследуя полученный гель, учёные с удивлением обнаружили, что полученный материал оказался настоящим графеном. Сам процесс занимал доли секунды, правда, приходилось ждать несколько минут, пока охладится детонационная камера.
Теперь учёные заняты доработкой технологии для организации массового производства на промышленной основе, ведь даже лабораторная установка производила графен в количествах, исчисляемых граммами.