Недавно под руководством Манчестерского университета (Великобритания) в сотрудничестве с Национальной физической лабораторией Великобритании и 15 ведущими исследовательскими институтами со всего мира было завершено крупнейшее в мире исследование по характеристике толщины монослоя графена, в результате чего был успешно установлен надежный тестовый эталон. Команда разработала надежный тестовый протокол на основе просвечивающей электронной микроскопии, который предоставляет глобально унифицированную техническую основу для оценки качества графена. Соответствующие результаты исследования были опубликованы в научном журнале «2D Materials».
Ключевой целью данного исследования было решение одной из важнейших технологических проблем в процессе промышленного внедрения графена: как точно и надежно подтвердить, является ли образец графена истинной одноатомной структурой. Хотя электронная дифракция уже давно используется для различения монослоев и многослойного графена, на практике часто отсутствует всесторонняя оценка неопределенности измерений, что приводит к недостаточной сопоставимости и надежности результатов. Для решения этой проблемы международная исследовательская группа посредством широкого сотрудничества и перекрестной проверки систематически выявила типичные недостатки и источники погрешностей в традиционных методах измерения.
Исследователи разработали и оптимизировали подробный экспериментальный и аналитический протокол, гарантируя его стабильную воспроизводимость в обычных лабораторных условиях, а не только в нескольких специализированных учреждениях высшего уровня. Этот протокол, использующий просвечивающий электронный микроскоп, позволяет с высокой точностью определять количество слоев графена. Для организаций, не обладающих соответствующими возможностями для тестирования, команда также может предоставлять коммерческие услуги измерений через свое сотрудничество с Институтом Ройса, тем самым снижая технологический барьер и способствуя широкому внедрению стандарта.
Результаты данного исследования имеют большое значение для промышленной стандартизации. Их содержание было напрямую использовано для разработки технической спецификации Международной организации по стандартизации (ISO) ISO/TS 21356-2. Этот стандарт в настоящее время находится в стадии подготовки к печати и, как ожидается, будет официально опубликован в 2026 году. Данная работа основана на ранее совместно разработанном Манчестерским университетом и Национальной физической лабораторией Великобритании «Руководстве по надлежащей практике NPL 145: Характеризация структуры графена», которое является одним из их самых популярных публикаций. Успех этого глобального эталонного исследования заложил крайне важную метрологическую основу для масштабного и качественного применения графена во многих областях, таких как новые энергетические автомобили, интеллектуальная электроника, композитные материалы и другие, позволяя промышленности получать и доверять унифицированным и авторитетным критериям оценки качества материала.
Детали публикации: Авторы: Эван Дэвид Иннес Тиллотсон и др. Название: «Крупное межлабораторное исследование электронной дифракции монослоя графена». Опубликовано в: «2D Materials» (2025). Информация о журнале: «2D Materials»
