Графен. Видоизменённый углерод и его будущее в Биохакинге.

       Графен - тончайший слой обыкновенного графита, толщиной всего в один атом. Плоская шестиугольная кристаллическая решётка из атомов углерода.

     Опыты на графите начались ещё в 19 веке, а термин "Графен" появился в 80х годах прошлого века. Но лишь благодаря современной методике механического расщепления на тончайшие кристаллические плёнки и атомно-силовым микроскопам стало возможным получать необходимые слои, похожих на пчелиные соты, двумерных кристаллов. Это позволило получить тончайший слой графита и начать изучение его удивительных свойств по всему миру.

В настоящий момент лидерами по числу совершенных открытий являются Китай, Япония и Соединённые Штаты. А "столицей Графена" признана родина открытия материала - город Манчестер, где развитием направления двухмерных кристаллических наноструктур занимается целый институт. Россия, к сожалению, в этой области далеко не на первом месте. Хотя, скорее всего, нам об этом просто не всё рассказывают.

ЧТО УДАЛОСЬ ВЫЯСНИТЬ

- У Графена потрясающая электро и теплопроводность.
- Большая механическая прочность (200 раз прочнее стали).
- Универсальная гибкость и упругость и, одновременно, прозрачность.
- Графен биоразлагаем и может быть непроницаем для молекул воздуха и воды. Химически стоек.
- Обнаружено наличие эффектов "баллистического транспорта" и "квантового эффекта Холла" связанных с высокой подвижностью токов в материале.

К ЧЕМУ ОТКРЫТИЕ ГРАФЕНА МОЖЕТ ПРИВЕСТИ В БЛИЖАЙШЕМ БУДУЮЩЕМ

Сенсоры и нейродевайсы.
В ряде институтов уже ведутся разработки различных сенсоров на основе Графена. Эти сенсоры смогут помочь как в лечении заболеваний, к примеру обнаруживать даже самые малые опухоли, так и становится сами по себе вживляемыми в тело устройствами, способными передавать сигналы или регулировать функции организма.

Ремонт костной ткани.
Возможность быстрее восстановиться после перелома или создать новый каркас скелета после сложных операций одна из самых очевидных сфер применения Графена. Благодаря биологическим свойствам и особой прочности материала Графен может стать идеальной заплаткой для вашего тела.

Датчики и анализаторы.
Представьте что в вашем смартфоне есть датчик, способный определить содержание любых токсинов в продуктах , химический состав любого вещества, миниатюрный и не дорогой. Уже созданы первые образцы.

Персонализированная медицина.
Нанобиоматериалы на основе Графена обладают революционным потенциалом для разработки индивидуальных наноносителей для лечения сложных заболеваний. Интеграция графена и полимеров обеспечивает электрическую проводимость каркасов биомолекул, что делает их идеальными для инженерии сердечной или нейрональной ткани. Исследована так же способность Окиси Графена выборочно поражать клетки, относящиеся к категории раковых не оказывая вредного токсичного эффекта.

Вода - новое золото?
Не секрет что нехваткой пресной воды в самом ближайшем будущем давно пугают планету. Уже сейчас дефицит качественной питьевой воды затрагивает около 40% населения планеты. На основе Графена уже разработаны плёнки для фильтрации не только грязной, но и морской воды.

Одежда будущего.
Представьте себе износостойкую и настолько прочную одежду что её не пробьёт даже пуля. Благодаря свойствам Графена, в одежду можно будет встраивать самые разные электронные устройства, датчики, сенсоры. Электрическая проводимость Графена уже сегодня позволила выпустить образцы реагирующие на поведение хозяина, передающие сигналы. В добавок эта одежда сможет идеально регулировать температуру тела с окружающей средой.

Так, китайские исследователи «скормили» Графен шелкопряду. В результате они получили прочную шелковую нить, проводящую электричество. С ее помощью оказалось возможным внедрять в одежду носимую электронику. А фирма "Colmar" выпустила серию спортивной одежды с нано-мембранами из Графена. Другая компания, "Vollebak" создала куртку, которая отводит влагу и тепло тела, согревает и обладает бактерицидными свойствами. Ещё, к примеру, одежда из Графена, благодаря внедрённому небольшому устройству, может спрятать человека от тепловой камеры. Невероятно не правда ли?

Обо всех этих вещах вы можете прочитать в поиске на Pubmed-e.
По Графену уже сделано действительно много открытий. 
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/?term=graphene

ЕЩЁ БОЛЬШЕ ПЕРСПЕКТИВ

     Перспектив использования Графена в науке и технике ещё больше. Создаются быстродействующие высокочастотные транзисторы. Эпоха кремния так же доживает последние дни - графеновые процессоры смогут в сотни раз быстрее обрабатывать информацию. Исследуются новые механически устойчивые материалы, легкие, тонкие и эластичные, а это - новые автомобили, самолеты и спутники. Разрабатываются лакокрасочные материалы с совершенно новыми свойствами, самоочищающиеся, бактерицидные и особо прочные. Гибкие телефоны, наручные часы, питающие сами себя от солнечного света - всё это тоже Графен. И много чего ещё. Так что надеемся, верим и ждём..

К началу 2012 года уже было зарегистрировано более 10000 патентов связанных с Графеном.

     Кстати, Нобелевская премия за методику получения Графена и исследование его свойств была присуждена в 2010 году нашим соотечественникам (хотя и из университете Манчестера) Андрею Гейму и Константину Новосёлову. Мелочь, а приятно.

А миллиардер, "филантроп" и непримиримый борец за сокращение численности населения планеты Билл Гейтс уже успел вложить кругленькую сумму в разработку новых, особо прочных презервативов из Графена.