Почему графен – это чудо?

(или «наша Ира – гордость Мохсоголлаха!»)

Представьте себе материал, который в 300 тысяч раз тоньше обычного листа бумаги, но при этом в 200 раз прочнее стали. Материал, который проводит ток лучше меди, но при этом абсолютно прозрачен. Звучит как научная фантастика? Это реальность. Имя этому чуду – графен.Почему графен – это чудо?

Чтобы понять масштаб открытия, нужно заглянуть вглубь его структуры. Графен – это один-единственный слой атомов углерода, выстроенных в идеальную гексагональную решетку, похожую на пчелиные соты. С точки зрения физики он ломает все стереотипы. В то время как мы привыкли описывать движение тел законами Ньютона или квантовой механикой (уравнением Шредингера), электроны в графене ведут себя совершенно иначе. Они являются безмассовыми фермионами и движутся внутри этого двумерного кристалла почти со скоростью света. Их поведение описывается уравнением Дирака – законом мира элементарных частиц.

Графен – это не просто новый материал. Это фундаментальный сдвиг в физике и технологиях, чудо, которое уже пришло в наш мир, чтобы сделать его умнее, безопаснее и технологичнее. Предлагаем знакомство с молодым исследователем, кандидатом наук, с.н.с. лаборатории «Графеновые нанотехнологии» ФТИ СВФУ имени М.К. Аммомосова – Ириной Куркиной:

https://rutube.ru/video/1b1a89ad76fcfba86d95ec45f09096f1

В нашей лаборатории мы не просто изучаем этот «материал будущего», мы учимся им управлять. Наша главная цель – синтез и исследование наноматериалов. Мы работаем с самим графеном, обладающим металлической проводимостью, и его удивительными производными. Стоит добавить к нему атомы кислорода, и он превращается в диэлектрик – оксид графена. Заменим кислород на фтор – получим фторографен, ещё один диэлектрик. Мы также синтезируем дисульфид молибдена – полупроводник, и углеродные квантовые точки размером всего от 2 до 10 нанометров. Эти крошечные частицы обладают уникальной способностью: они ярко светятся (люминесцируют) всеми цветами радуги, что открывает огромные перспективы для оптоэлектроники.

Но самое интересное начинается, когда мы переходим от химии к технологиям. Мы разрабатываем способы создания наноэлектронных приборов прямо из этих материалов.

Печать будущего

Забудьте о громоздких заводах и сложных производственных линиях. Будущее за печатной электроникой. Мы создаем из графена специальные чернила – водные суспензии, которые можно заправить в обычный принтер. Образно говоря, один такой принтер может заменить целый электронный завод.

• Что можно напечатать? Прозрачные и гибкие экраны для смартфонов, сенсоры касания, проводящие контакты.
• Как это работает? Схема прибора создается в компьютере, а затем «печатается» на бумаге или гибкой подложке графеновыми чернилами.
• Футуристический сценарий: Представьте, что мы можем напечатать солнечные элементы на бумаге с площадью с целый город. Эта гигантская панель будет снабжать нас чистой энергией.

Умная одежда: когда куртка следит за вашим пульсом

Мы активно развиваем направление носимой электроники. Наша гордость – графеновая электронная текстиль. Это не просто проводящая ткань. Она защищает от ультрафиолета и электромагнитных излучений, обладает антибактериальными свойствами и даже отпугивает комаров. Но её главное свойство – сенсорика. Мы уже создали прототипы одежды, которая способна:

• Измерять температуру и влажность окружающей среды.
• Чувствовать изгиб и движение.
• Считать пульс! Представьте себе футболку, которая в реальном времени передает данные о вашем сердцебиении на смартфон.

Справка:

Куркина Ирина Ивановна – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Северо-Восточного федерального университета имени М.К. Аммосова (СВФУ) в Якутске.

Место работы: Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова (г. Якутск). Также является заместителем директора по научной работе Арктического инновационного центра СВФУ.

Научная степень: Кандидат физико-математических наук

Должность: Старший научный сотрудник; заместитель директора по научной работе АИЦ.

Область исследований: Физика полимерных композиционных материалов и нанотехнологий. Является участницей проекта «Энциклопедия Якутии». Работает в лаборатории «Графеновые нанотехнологии», где под её руководством выполняются курсовые и выпускные квалификационные работы студентов бакалавриата, магистратуры и аспирантов Физико-технического института.

Научный профиль:

Образование

2005-2010

ФГАОУ ВПО Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова, Физико-технический институт;

квалификация – радиофизик;

специальность – радиофизика и электроника.

2012-2016

Очная аспирантура Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова»

2020

защита диссертации «Тонкие пленки из суспензии фторированного графена: создание, свойства и перспективы применения» на соискание ученой степени кандидата физ.-мат. наук в дис. совете Д 002.063.02 при Институте общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, Москва. Специальность: 01.04.07 — физика конденсированного состояния  

Сфера научных интересов Куркиной И.И:

1. Синтез и исследование двумерных материалов, таких как графен, его производные – фторированный графен и оксид графена, дихалькогениды переходных металлов, ван-дер-ваальсовы гетероструктуры
2. Спинтроника. Магнитные свойства, SOT-эффект, создание и исследование спиновых токов в гибридных наносистемах на основе контакта переходных металлов и двумерных материалов
3. Спектроскопия комбинационного рассеяния света (Рамановская спектроскопия), электронная и атомно-силовая микроскопия
4. Нанотехнологии

Автор 23 работ, индексируемых в базах Scopus/WoS, 10 статей ВАК/RSCI

Повышение квалификации:

1. Сертификат о краткосрочном обучении «Создание новых материалов для эксплуатации в экстремальных условиях» 2009г.
2. Certificate course of advanced training “nanotechnologies of Switzerland” 2011г.
3. Сертификат, полный курс обучения на сканирующей зондовой НаноЛаборатории «Ntegra spectra», 2011
4. Сертификат об окончании курса «Английский язык: уровень элементарного владения», 2013
5. Сертификат об окончании курса «Английский язык: уровень выживания», 2014
6. Удостоверение о повышении квалификации, 140400082006 от 22.06.2022 г., Новые материалы и технологии в условиях Арктики, 16 ч, Дом научной коллаборации Н.Г. Соломонова Северо-Восточного федерального университета имени М.К. Аммосова
7. Удостоверение о повышении квалификации, 140400089607 от 14.12.2022 г., Офисные прикладные программы в Linux, 16 ч, Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова
8. Удостоверение о повышении квалификации, 140400088266 от 14.12.2022 г., Работа в операционной системе Linux, 16 ч, Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова
9. Удостоверение о повышении квалификации, 140400094397 от 09.03.2023 г., основы электробезопасности, 16 ч, Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова
10. Удостоверение о повышении квалификации, 140400127611 от 19.12.2023 г., Программирование микроконтроллеров Arduino, 16 ч, Учебно-методический центр Физико-технического института Северо-Восточного федерального университета им.М.К,Аммосова
11. Удостоверение о повышении квалификации, 140400127612 от 19.12.2023 г., Основы документоведения в организациях и предприятиях, 16 ч, Учебно-методический центр Физико-технического института Северо-Восточного федерального университета
12. Удостоверение о повышении квалификации, 140400141647 от 20.12.2024 г., Управление научной командой, 16 ч, Институт развития профессиональных компетенций и квалификаций «Open» Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова, Якутск, 2024 г.
13. Удостоверение о повышении квалификации, 140400141493 от 20.12.2024 г., Инструментарий подготовки научной статьи на английском языке, 16 ч, Институт развития профессиональных компетенций и квалификаций «Open» Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова, Якутск, 2024 г.
14.  Удостоверение о повышении квалификации, 140400141595 от 20.12.2024 г., Формирование личного бренда. Искусство самопрезентации., 16 ч, Институт развития профессиональных компетенций и квалификаций «Open» Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова, Якутск, 2024 г.
15. Сертификат № INL-25-11-2025-019 о прохождении по дополнительной профессиональной программе повышения квалификации «От науки к бизнесу: развитие технологического предпринимательства в университетах от 27.11.2025», разработанная МФТИ, проектным офисом Платформы университетского технологического предпринимательства в партнерстве с Открытым университетом Сколково, Якутск, 2025

Достижения и поощрения:

1. Diploma for the best presentation, 1st International School and Conference Saint-Petersburg OPEN 2014, 2014
2. Диплом III степени международного научного симпозиума «Новые материалы и технологии в условиях Арктики», 2014
3. Благодарственное письмо от ФГАОУ ВО «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова» за значительный вклад в развитие научной деятельности университета, 2018.
4. Благодарственное письмо от Якутского научного центра СО РАН за личный вклад в развитие отечественной науки, 2018
5. Диплом I степени победителю в номинации «Лучшая научная статья» 2019, СВФУ
6. Благодарственное письмо Академии наук Республики Саха (Якутия) за результативные показатели в научно-исследовательской деятельности в 2020г.
7. Сертификат участника и спикера «Road Show» НОЦ «Север» для группы компаний ПАО «Газпром нефть» от 19 мая 2023г.
8. Почетная грамота Министерства образования и науки Республики Саха (Якутия) за вклад в развитие системы образования и добросовестный труд, 2024
9. Почетная грамота президиума Сибирского отделения РАН за многолетний добросовестный труд, большой вклад в подготовку квалифицированных специалистов в различных областях профессиональной деятельности, формирования кадрового потенциала Якутии и в связи с 90-летием со дня основания Якутского государственного университета, 2024

Научные гранты

1. РНФ №23-79-00065 «Получение и комплексное исследование гибридных наносистем на основе контакта переходных металлов и двумерных материалов для разработки физико-технологических основ элементной базы спиновой электроники» по мероприятию «Проведение исследований на базе существующей научной инфраструктуры мирового уровня» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными, Руководитель, 2023-2026
2. Стипендия президента РФ молодым ученым и аспирантам, осуществляющим перспективные научные исследования и разработки по приоритетным направлениям модернизации российской экономики на 2021-2023 гг. Тема: Влияние времени фторирования на структурные, электрические и оптические свойства фторированного графена и структур графен/фторированный графен/кремний.
3. РФФИ мол_нр № 17-32-50033 2017 г. Исполнитель: Конкурс научных проектов, выполняемых молодыми учеными под руководством кандидатов и докторов наук в научных организациях Российской Федерации
4. РФФИ мол_нр № 15-32-5008 2015г.  Исполнитель: Конкурс научных проектов, выполняемых молодыми учеными под руководством кандидатов и докторов наук в научных организациях Российской Федерации в 2015 году

Практическое значение:

Результаты этих исследований позволяют создавать новые функциональные материалы для микро- и наноэлектроники. Благодаря тому, что фторированный графен является диэлектриком с высокой химической стабильностью, пленки на его основе перспективны для использования в качестве:

   диэлектрических слоев в полевых транзисторах;

   защитных покрытий;

   компонентов гибких электронных схем и прозрачных электродов;

   активных сред для сенсоров различных типов.

Пользуйтесь электронной версией «Энциклопедии Якутии» от Академии наук РС (Я): https://opac.nlrs.ru/enc/

Сайт Академии наук Якутии: https://asyakutia.ru/

Официальная информация Министерства образования и науки РС (Я): https://minobrnauki.sakha.gov.ru/

Подписывайтесь на каналы и социальные сети Академии наук Якутии:

https://rutube.ru/channel/24490370

https://vk.com/public217206078

Читайте так же От вечной мерзлоты к агротехнологическому суверенитету