В российской науке произошло знаковое событие: специалисты из научно-производственного центра «Перспективные технологии и материалы» совместно с коллегами из компании «Русграфен», МФТИ и ИПТМ РАН впервые создали промышленные датчики тока, которые сочетает в себе миниатюрность и невероятную производительность. Новые разработки не имеют аналогов в мировой практике и открывают путь к совершенно новым возможностям в электронике, энергетике и бытовой технике.
Датчики нового поколения: синтез практичности и науки
Новейшие датчики тока построены на основе твистованного графена — уникального материала, полученного по передовой CVD-технологии (химическое осаждение из газовой фазы). В отличие от привычного однослойного графена, здесь сочетаются несколько слоев, которые повернуты друг относительно друга под углом 15–20°. Такая структура наделяет материал особыми свойствами: повышенной подвижностью электронов, устойчивостью к перегрузкам и минимальной толщиной. Благодаря этому российские ученые смогли разработать сенсорные элементы, превосходящие зарубежные аналоги по точности измерений и надежности работы.
Твистроника — новые горизонты твердотельной электроники
Революция в исследовании графена произошла в 2019 году, когда физики освоили технологию совмещения двух и более слоев этого материала с поворотом между ними. Зарождение направления «твистроника» позволило выявить поразительные эффекты, недостижимые в обычных материалах. Яркий пример — сверхвысокая подвижность заряда даже при комнатной температуре, что крайне важно для тонких электронных устройств и сенсоров. Российские эксперты использовали этот прорыв для создания датчиков, способных мгновенно и бесконтактно определять силу электроэнергии благодаря эффекту Холла. Это открывает широкие возможности для автоматизации, интеллектуальных сетей и умных приборов, в которых особенно востребованы миниатюрные и высокоточные датчики.
Интеграция в современные технологии: применение и преимущества
Специалисты центра «Перспективные технологии и материалы», МФТИ и их партнеры успешно реализовали полный цикл — от создания твистованного графена площадью 100 см² до производства микроскопических датчиков размером всего 3х3 мм. Эти устройства уже можно интегрировать в различные системы: электросчетчики домов, элементы управления электромобилями, интеллектуальные сети и портативные приборы учета электроэнергии. Датчики мгновенно реагируют на изменение тока, точны, надежны и долговечны, их можно встраивать непосредственно в продукты массового потребления.
Бесперебойное производство и поддержка науки
Создание такого продукта — результат длительных исследований и благоприятного сотрудничества ведущих российских институтов. Слаженная работа инженеров, физиков и материаловедов позволила не только освоить масштабное производство твистованного графена, но и наладить выпуск полностью готовых к использованию устройств. Это пример успешной интеграции науки и промышленности, где каждая инновация мгновенно находит свое применение в реальном секторе экономики и бытовой жизни.
Перспективы: вклад в будущее российской электроники
Поддержка Министерства науки и высшего образования РФ, объединение интеллектуальных ресурсов организаций «Русграфен», МФТИ, ИПТМ РАН, а также высококлассные производственные мощности открывают широкие перспективы для масштабирования этого решения. Миниатюрные, сверхчувствительные датчики тока на твистованном графене уже готовы к эксплуатации как в отечественной, так и в зарубежной промышленности. Эти достижения прокладывают путь к появлению новых поколений «умных» устройств, создавая устойчивую платформу для технологической независимости России. Оптимизм, уверенность в будущем и движение к передовому уровню — вот главные черты современных разработок российских ученых и инженеров.
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.
Источник: scientificrussia.ru
