Новости/Аналитика

Несмотря на то, что современные технологии пока не позволяют получить чистый углеродный лист из “конопляного графена”, как это можно сделать с его аналогом, изготавливаемым из графита, это природное сырье чрезвычайно выгодно для использования в некоторых областях применения благодаря своим уникальным свойствам - сверхпроводимости, сверхпрочности, гибкости, прозрачности, отличной теплопроводности.

Конопля все чаще используется в жизненно важных и стремительно развивающихся отраслях современной промышленности, предлагая множество преимуществ по сравнению с традиционными материалами благодаря своим эксклюзивным характеристикам, например, связывания углерода, восстановления почвы либо быстрому циклу роста. Особенно интересны для изучения технологии направленные на использование конопляного сырья с целью производства биопластиков и топлива. Чрезвычайно перспективным открытием, которое выводит коноплю на передний край современных технологических достижений, является графен, полученный из растения. Учитывая перспективность появления на рынке “конопляного графена”, редакция профильного электронного издания национальных коноплеводов обратилась за комментариями по данной тематике к специалистам, которые глубоко изучали эту проблематику. Уже традиционно предоставленная в наше распоряжение информация публикуется без каких-либо изменений либо купюр.

В начале 2000-х годов графен рекламировался как чудо-материал, призванный произвести революцию во множестве отраслей промышленности благодаря своей чрезвычайной прочности, гибкости и сверхлегкому весу. Он в миллион раз тоньше листа бумаги, в 20 раз прочнее стали и является самым проводящим электрический ток веществом, известным человечеству. Шумиха вокруг этого нового «чудо-материала» понятна, однако графен далек от того, чтобы стать тем вездесущим революционным материалом, который потенциально может на данный момент массово появиться на рынке. В значительной степени это связано со сложностью его промышленного производства. 

Традиционный графен часто изготавливается либо расслоением добытого графита, либо путем осаждения атомов углерода с помощью высокотехнологичных процессов, таких как химическое осаждение из паровой фазы. Не смотря на то, что эти методы позволяют получить очень чистый, тонкий графен, они сложны и чрезвычайно дороги.

Вот тут-то и появляется графен, полученный из конопли. Этот тип графена использует волокнистую часть растения. В результате «обработки» конопляного сырья посредством химического и термического процесса получается пористый, частично графитовый углерод, очень похожий на графен как по форме, так и по функциям.

Как делают “конопляный графен”

Учёные из Университета Альберты (Канада) в 2014 году показали, что можно преобразовать волокна конопли в углеродный наноматериал, схожий по свойствам с графеном. Процесс производства “конопляного графена” включает:

• нагревание лубяной части растения до высокой температуры;

• использование процесса, называемого пиролизом - термическое разложение при отсутствии кислорода;

• получение пористых углеродных нанолисточков, пригодных для применения в суперконденсаторах.

Несмотря на то, что современные технологии пока не позволяют получить чистый углеродный лист из “конопляного графена”, как это можно сделать с его аналогом, изготавливаемым из графита, это природное сырье чрезвычайно выгодно для использования в некоторых областях применения благодаря своим уникальным свойствам - сверхпроводимости, сверхпрочности, гибкости, прозрачности, отличной теплопроводности.

Бесспорными преимуществами “конопляного графена” по сравнению с традиционным является:

• производство графена из графита чрезвычайно дорого, а изготовление “конопляного графена” в тысячи раз дешевле. По оценкам, себестоимость производства конопляного графена составляет всего от $ 500 до 1000 за тонну, по сравнению с тысячами долларов за грамм для обычного графена высокого качества;

• экологичность производства конопляного графена по сравнению с производственным процессом, в рамках которого используют графит;

• в отдельных случаях "конопляный графен" превосходит традиционный по емкости хранения энергии.

В настоящее время основным направлением применения конопляного графена является хранение энергии, и исследования показали, что электроды суперконденсаторов на основе конопли имеют плотность энергии примерно в два-три раза выше, чем у современных коммерческих ионисторов, и могут работать в широком диапазоне температур без потери производительности. Несмотря на то, что технология производства конопляного графена все еще находится в стадии разработки и тестирования, и пока не достигла уровня массового производства, она имеет огромный потенциал для: производства суперконденсаторов, изготовления эко-электроники, создании гибких дисплеев, солнечных панелей, а также применении в различного рода нанотехнологических производствах.

В сентябре 2023 года была выдана патентная заявка на метод получения графенового материала из технической конопли с использованием лазерной индукции, что свидетельствует о продолжающихся исследованиях и разработках в этой области.

На данный момент производство графена из конопляного сырья находится на стадии разработки и начальных внедрений. Калифорнийская компания “Premier Graphene Inc.” пытается производить в промышленных масштабах зеленый графен, полученный из конопли, разработанный в партнерстве с “HGI Industrial Technologies”. В октябре 2024 года “Premier Graphene Inc.” объявила о создании совместного предприятия с мексиканской компанией “Santa Rosa Green Seeds” для продвижения инициатив в области переработки конопли в Мексике. В рамках этого сотрудничества планируется использовать около 8 000 гектаров земли для выращивания промышленных посевов технической конопли, предназначенной для производства графена.

< Предыдущая статья     Следующая статья >