ПОБЕДУ В ПРОГРАММЕ «УМНИК» МОЛОДОМУ ФИЗИКУ ПРИНЕС СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГРАФЕНА В СОВРЕМЕННОЙ ЭЛЕКТРОНИКЕ
Студенты
Дагестанского государственного университета неоднократно становились
победителями программы «УМНИК» Фонда содействия развитию малых форм предприятий
в научно-технической сфере. В октябре 2013 года ДГУ вновь записал в свой актив
четыре победы. Молодежный инновационный центр ДГУ публикует серию интервью с
победителями, в которых они рассказали о проекте и своих достижениях в
инновационном научном творчестве.
Студентка ДГУ Джамиля Рустамова
получила грант по программе «УМНИК-2013» Джамиля родилась 16 июня 1993 года
в селе Испик Сулейман-Стальского
района, в 1999 году пошла в школу в
родном селении. В 2010 году, окончив школу, поступила на физический факультет
ДГУ. В 2011 году поступила на экономический факультет этого же университета
(заочно). Начала свой научный путь с конкурса молодёжных инновационных проектов
ДГУ.
- Джамиля, как и когда ты узнала о конкурсе «УМНИК»?
-О конкурсе я узнала от своего
научного руководителя, преподавателя ДГУ Зазава Алисултанова.
- Расскажи, пожалуйста, о своем проекте, который ты представила на
конкурс?
-Проект посвящен применению
нового материала – графена - в очень востребованной
области современной электроники – разработке сверхэффективных суперконденсаторов. Таким образом, в проекте в основном
речь идет о двух интересных объектах: графене и суперконденсаторе. Наиболее просто представить себе, что
такое графен, можно следующим образом. Всем известно,
что такое графит. Это материал, из которого сделаны стержни в карандашах. С
графитом знаком практический каждый ребенок дошкольного возраста. Почему
используется именно графит? Дело в том, что графит имеет слоистую структуру,
т.е. состоит из параллельно расположенных слоев атомов углерода, причем эти
слои друг с другом связаны очень слабо. Поэтому, когда мы проводим графитом по
поверхности другого тела (бумаги, например), то от него легко отслаиваются
слои, которые остаются на поверхности. Так от графита легко остается след.
Именно поэтому графит используется в карандашах. Когда мы проводим графитом по
поверхности бумаги, то на ней остаются слои графита: где-то миллион слоев,
где-то тысяча слоев, где-то десять слоев, а где-то всего один слой. Этот один
слой и есть графен. В 2004 г. нашим
соотечественникам Константину Новоселову и Андрею Гейму, работающим в Англии
удалось изолировать этот один слой, прикрепить к нему электроды и измерить его
электрофизические свойства. Оказалось, что свойства совершенно уникальные. В графене наблюдаются гигантские известные эффекты и
совершенно неизвестные научному сообществу явления. За изучение уникальных
свойств графена Новоселов и Гейм в 2010 г. получили Нобелевскую
премию. На сегодняшний день изучение графена
является, пожалуй, одним из самых актуальных вопросов физики твердого тела. Суперконденсаторы – это устройства, которые могут хранить
электрическую энергию очень долго и в очень больших количествах. Области
применения суперконденсаторов безграничны. Наиболее
широкое распространение суперконденсаторы получили в
качестве аккумуляторов – альтернативных источников энергии. Я в своем проекте
предложила использовать графен при разработке суперконденсатора. При этом способность хранения энергии
возрастает на порядки по сравнению с и так гигантскими значениями.
- В чем практическая польза, разработанной тобой темы?
- Сегодня такие известные компании, как Apple, Samsung, Nokia, работают над применением графена
в своих электронных устройствах. Говорят, что следующая версия Айфона будет содержать графен. Ё-мобиль — проект автомобиля, разрабатываемый в Российской
Федерации, использует суперконденсатор как основное
средство для накопления электрической энергии. В Канаде, в Манитобе,
существует действующая автобусная линия с гибридными автобусами. В них
используются 288 суперконденсатора по 2500 Фарад
каждый. Они полностью заменяют в аккумуляторы и имеют большой срок гарантии – 5
лет. То есть все эти вопросы имеют очень большое практическое значение. Наши
предварительные расчеты показывают, что при реализации нашего проекта будут
реальны следующие интересные применения в быту: сотовый телефон можно будет
зарядить за 30 секунд, электромобиль может пополнить заряд энергии за время
меньшее, чем требуется для наполнения бака горючим.
- Помогал ли вам кто-нибудь или
это полностью самостоятельный труд?
- Конечно, этот проект не есть
полностью самостоятельный труд. Исследуемые вопросы очень актуальные. Ведущие
ученые мира сегодня активно занимаются этими вопросами. Поэтому найти здесь
свою задачу очень и очень трудно. Задача была поставлена моим руководителем. Он
уже достаточно успешно занимается исследованием графена.
Я сделала некоторые расчеты и оценила важные параметры. Также я предложила
использовать гибрид из графена и графеновых
трубок (трубки это свернутые графены – графеновые рулоны). Это позволяет еще больше увеличить
параметры. В настоящее время мы проводим исследования.
- Сколько времени понадобится для реализации гранта?
- Для полной реализации проекта
естественно требуется много времени, сил и средств. В рамках данного проекта и
для решения поставленных нами теоретических задач, мне кажется, необходимо
около двух лет. Но это, опять-таки, ориентировочный период.
Беседовала Фатима Назаралиева.