Есть хорошо известное правило дополнения: новая теория должна включать старую, как часть, справедливую при определенных (частных) условиях. Классический пример, геометрия Лобачевского, которая включила, как частный случай линейную эвклидову геометрию. Связь геометрии Лобачевского с природой на больших масштабах и осознал Эйнштейн, что и явилось основой теории относительности.

В этом ключе дополнение известных термодинамических принципов, сформулированных на базе макроскопических представлений, термодинамическими принципами для нелинейных процессов нисколько не отрицает макроскопические представления, а расширяет наши представления о природе. Однако, как видно даже из абстрактов большинства научных публикаций по теме НАНО, постановка экспериментов и анализ многих исследований по прежнему ведется на базе теорий, построенных на макроскопических представлениях. Как следствие, позитивный вклад от таких работ – лишь демонстрация достигнутых технологических возможностей. А собственно научный вклад – чисто статистический, позволяющий выявлять, с большими затратами времени и сил, дополнительные эмпирические закономерности.

Огромному количеству таких публикаций жрецы от науки никак не препятствуют, т. к. в них нигде не упоминается о нарушении известных законов физики. В сложившейся ситуации сама наука оказалась беззащитна от вирусной атаки со стороны технологии. И свидетельством тому – лжеоткрытие века ГРАФЕН. (Напомним, что графеном называют двумерную аллотропную модификацию углерода, образованную слоем в один атом. За опыты с ним А.К. Гейму и К.С. Новоселову в 2010 была присуждена Нобелевская премия.

Как говорится, нет худа без добра. В графеновом направлении ведется масса работ. Но, с одной стороны, это по прежнему голая эмпирика. С другой стороны, произведенная подмена, пусть с помощью новейших информационных технологий, в корне противоречит ПОИСКУ ИСТИНЫ и принципиально не отличается от методов современной научной «матрицы».

Попытаюсь пояснить, почему считаю работы по свойствам графена научно некорректными.

Графит и его диэлектрический аналог, нитрид бора, впервые искусственно полученный на лабораторных занятиях студентом третьего курса Технологического института Б.Н. Шарупиным, являются простейшими и, одновременно, уникальными веществами. Высокая анизотропия их свойств подвигла теоретиков использовать эти вещества как модельные, кристаллическая структура которых имеет жесткие межатомные связи лишь в моноатомных слоях, а межслоевые атомные связи отсутствуют. При этом слои, якобы, держатся друг за друга также как прилипают друг другу полированные стеклянные пластинки – за счет сил Ван-дер-Ваальса, которые примерно на три порядка слабее межатомных сил. В рамках данных моделей были проведены расчеты двумерных и квазидвумерных зонных структур электронов для графита и нитрида бора. При этом, все предположения о двумерии базировались на макроскопических «ощущениях» уникальной способности скольжения частиц этих материалов (сухая смазка). Казалось бы прямым подтверждением данных моделей кристаллических структур являлась уникально высокая анизотропия электропроводности графита, достигавшая на некоторых образцах миллиона, и наблюдение осцилляций Де Гааза – Ван Альфена не при гелиевых температурах, как обычно у металлов, а при азотных.

Использование красивой модели Ван-дер-Ваальсовых сил, разработанной для кристаллов инертных газов при гелиевых температурах противоречило как термостойкости графита и нитрида бора до 3000 оС , так и малой (1,5) анизотропии температуры Дебая этих материалов, указывающей на частоты решеточных колебаний вдоль оси С на несколько порядков больших, чем при Ван-дер-Ваальсе. Но на эти противоречия долгое время закрывали глаза, так как модели кристаллических решеток с Ван-дер-Ваальсовыми межслоевыми связями были канонизированы и вошли во все учебники и энциклопедии. Эти модели подвигли многих исследователей к попыткам внедрить инородные атомы в межслоевое пространство. Но все попытки оказались неудачными. В том числе и наши попытки с А.И. Задорожным ввести в межслоевое пространство жидкий металл с малым поверхностным натяжение при давлениях до 25 тонн/см2 закончились ничем: металл входил лишь между кристаллитами (насколько эти давления превосходят усилия, развиваемые липкой лентой, могут поупражняться сами любознательные).

Причина многочисленных неудачных попыток ввести инородные атомы в межслоевое пространство стала ясна после того, как уникальный технолог Б.Н. Шарупин вырастил (несмотря на теоретические запреты) монокристаллы графита и нитрида бора. Исследования этих кристаллов показали, что в строгом соответствии с количеством (4) валентных электронов приходящемся на каждый атом, в кристаллической структуре на каждый атом приходится 4 атомных связи. Из них 3 жесткие (более жесткие чем в алмазе) связи формируют слои из гексагонов, а четвертая, более мягкая, но всего лишь в полтора раза мягче, в полном соответствии с анизотропией температуры Дебая (но более жесткая, чем в кристалле кремния) связывает атомы соседних слоев. В результате получается ромбоэдрическая фаза с периодом трансляции вдоль оси С равным утроенному межплоскостному расстоянию. При этом стало ясно, что макроскопическое скольжение определяется не скольжением моноатомных слоев друг по другу, а скольжением микрокристалликов с пассированными поверхностными связями (еще Р.Фейнман писал, что коэффициенты трения определяются грязью на поверхности). Электропроводность же монокристаллических пленок перпендикулярно оси С при комнатной температуре оказалась на порядки выше электропроводности меди (измерял Д. Колгунов).

Таким образом, липкой лентой открыватели графена (теперь Рыцари) ничего кроме отщепления маленького монокристалла от поликристалла сделать не могли (им легче было бы липкой лентой отщепить моноатомный слой от кристалла кремния). Результаты исследований «свободно взвешенного» графена просто демонстрируют свойства монокристалла графита.

Теорема Ландау гласит, что одномерная и двумерная фазы термодинамически неустойчивы и нет никаких оснований считать ее ошибочной. Как следствие, такие искусственно созданные объекты во взвешенном состоянии мгновенно скрутятся либо сморщатся. Другое дело создание моноатомных слоев графита на жесткой макроскопической подложке. Такие слои технологи делали и до «открытия графена» и продолжают делать. Но их свойства определяются как межатомным взаимодействием внутри слоя, так и взаимодействием атомов углерода с атомами подложки. И фантазии по поводу того, что все определяется лишь взаимодействием атомов углерода в слое, уводят на ложный путь.

Станислав Ордин