In onlangse jare is baie aandag gegee aan die supermateriaal grafeen. Maar wat is grafeen? Wel, verbeel jou 'n stof wat 200 keer sterker as staal is, maar 1000 keer ligter as papier.
In 2004 het twee wetenskaplikes van die Universiteit van Manchester, Andrei Geim en Konstantin Novoselov, met grafiet “gespeel”. Ja, dieselfde ding wat jy op die punt van 'n potlood kry. Hulle was nuuskierig oor die materiaal en wou weet of dit in een laag verwyder kon word. Toe het hulle 'n ongewone hulpmiddel gevind: kleefband.
“Jy lê [die kleefband] oor grafiet of mika en skil dan die boonste laag af,” het Heim aan die BBC verduidelik. Grafietvlokkies vlieg van die kleefband af. Vou dan die kleefband in die helfte en plak dit aan die boonste vel vas, en skei hulle dan weer. Dan herhaal jy hierdie proses 10 of 20 keer.
“Elke keer breek die vlokkies af in dunner en dunner vlokkies. Uiteindelik bly baie dun vlokkies op die band oor. Jy los die band op en alles los op.”
Verbasend genoeg het die bandmetode wonders verrig. Hierdie interessante eksperiment het gelei tot die ontdekking van enkellaag-grafeenvlokkies.
In 2010 het Heim en Novoselov die Nobelprys vir Fisika ontvang vir hul ontdekking van grafeen, 'n materiaal wat bestaan uit koolstofatome wat in 'n seshoekige rooster gerangskik is, soortgelyk aan hoenderdraad.
Een van die hoofredes waarom grafeen so verstommend is, is die struktuur daarvan. 'n Enkele laag ongerepte grafeen verskyn as 'n laag koolstofatome wat in 'n seshoekige roosterstruktuur gerangskik is. Hierdie atoomskaalse heuningkoekstruktuur gee grafeen sy indrukwekkende sterkte.
Grafeen is ook 'n elektriese superster. By kamertemperatuur gelei dit elektrisiteit beter as enige ander materiaal.
Onthou jy daardie koolstofatome wat ons bespreek het? Wel, hulle het elkeen 'n ekstra elektron genaamd 'n pi-elektron. Hierdie elektron beweeg vrylik, wat dit toelaat om geleiding deur verskeie lae grafeen met min weerstand te gelei.
Onlangse navorsing oor grafeen by die Massachusetts Institute of Technology (MIT) het iets amper magies ontdek: wanneer jy twee lae grafeen effens (net 1.1 grade) uit lyn draai, word die grafeen 'n supergeleier.
Dit beteken dat dit elektrisiteit sonder weerstand of hitte kan gelei, wat opwindende moontlikhede vir toekomstige supergeleiding by kamertemperatuur oopmaak.
Een van die mees verwagte toepassings van grafeen is in batterye. Danksy die uitstekende geleidingsvermoë daarvan kan ons grafeenbatterye produseer wat vinniger laai en langer hou as moderne litiumioonbatterye.
Sommige groot maatskappye soos Samsung en Huawei het reeds hierdie pad gevolg, met die doel om hierdie vooruitgang in ons alledaagse toestelle in te voer.
“Teen 2024 verwag ons dat 'n reeks grafeenprodukte op die mark sal wees,” sê Andrea Ferrari, direkteur van die Cambridge Graphene Center en navorser by die Graphene Flagship, 'n inisiatief wat deur European Graphene bestuur word. Die maatskappy belê 1 miljard euro in gesamentlike projekte. Die alliansie versnel die ontwikkeling van grafeentegnologie.
Flagship se navorsingsvennote skep reeds grafeenbatterye wat 20% meer kapasiteit en 15% meer energie bied as vandag se beste hoë-energie batterye. Ander spanne het grafeen-gebaseerde sonselle geskep wat 20 persent meer doeltreffend is om sonlig in elektrisiteit om te skakel.
Alhoewel daar 'n paar vroeë produkte is wat die potensiaal van grafeen benut het, soos Head-sporttoerusting, lê die beste nog voor. Soos Ferrari opgemerk het: “Ons praat oor grafeen, maar in werklikheid praat ons van 'n groot aantal opsies wat bestudeer word. Dinge beweeg in die regte rigting.”
Hierdie artikel is opgedateer met behulp van kunsmatige intelligensietegnologie, feitelik nagegaan en geredigeer deur HowStuffWorks-redakteurs.
Sporttoerustingvervaardiger Head het hierdie wonderlike materiaal gebruik. Hul Graphene XT-tennisraket beweer dat dit 20% ligter is met dieselfde gewig. Dit is werklik revolusionêre tegnologie!
`;t.byline_authors_html&&(e+=`Aanwyser: ${t.byline_authors_html}`),t.byline_authors_html&&t.byline_date_html&&(e+=” | “),t.byline_date_html&&(e+=t.byline_date_html);var i=t.body_html .replaceAll('”pt','”pt'+t.id+”_”); return e+=`\n\t\t\t\t
Plasingstyd: 21 Nov 2023