У апошнія гады вялікая ўвага надаецца суперматэрыялу графену. Але што такое графен? Уявіце сабе рэчыва, якое ў 200 разоў мацнейшае за сталь, але ў 1000 разоў лягчэйшае за паперу.
У 2004 годзе два навукоўцы з Манчэстэрскага ўніверсітэта, Андрэй Гейм і Канстанцін Навасёлаў, «гулялі» з графітам. Так, з тым самым, што можна знайсці на кончыку алоўка. Ім быў цікавы гэты матэрыял, і яны хацелі даведацца, ці можна яго зняць адным пластом. Таму яны знайшлі незвычайны інструмент: клейкую стужку.
«Вы кладзеце [стужку] на графіт або слюду, а потым здымаеце верхні пласт», — растлумачыў Хайм BBC. Графітавыя лускавінкі адлятаюць ад стужкі. Затым складаеце стужку напалову і прыляпляеце яе да верхняга ліста, а потым зноў раздзяляеце іх. Затым вы паўтараеце гэты працэс 10 ці 20 разоў.
«Кожны раз лускавінкі распадаюцца на ўсё больш тонкія і тонкія лускавінкі. У рэшце рэшт на стужцы застаюцца вельмі тонкія лускавінкі. Вы раствараеце стужку, і ўсё раствараецца».
Дзіўна, але метад стужкі працаваў цудам. Гэты цікавы эксперымент прывёў да адкрыцця аднаслаёвых графенавых пласцінак.
У 2010 годзе Гейм і Навасёлаў атрымалі Нобелеўскую прэмію па фізіцы за адкрыццё графена — матэрыялу, які складаецца з атамаў вугляроду, размешчаных у шасцікутную рашотку, падобную да курынай дроту.
Адной з галоўных прычын, чаму графен такі дзіўны, з'яўляецца яго структура. Адзін пласт чыстага графена выглядае як пласт атамаў вугляроду, размешчаных у шасцікутную рашотку. Гэтая атамная структура ў выглядзе сотаў надае графену ўражлівую трываласць.
Графен — гэта таксама электрычная суперзорка. Пры пакаёвай тэмпературы ён праводзіць электрычнасць лепш, чым любы іншы матэрыял.
Памятаеце тыя атамы вугляроду, пра якія мы казалі? Ну, у кожнага з іх ёсць дадатковы электрон, які называецца пі-электронам. Гэты электрон свабодна рухаецца, што дазваляе яму праводзіць ток праз некалькі слаёў графена з невялікім супраціўленнем.
Нядаўнія даследаванні графену ў Масачусецкім тэхналагічным інстытуце (MIT) адкрылі нешта амаль чароўнае: калі злёгку (усяго на 1,1 градуса) павярнуць два пласты графену з аднаго боку, ён становіцца звышправадніком.
Гэта азначае, што ён можа праводзіць электрычнасць без супраціву або цяпла, адкрываючы захапляльныя магчымасці для будучай звышправоднасці пры пакаёвай тэмпературы.
Адно з самых чаканых ужыванняў графена — батарэі. Дзякуючы яго выдатнай праводнасці мы можам вырабляць графенавыя батарэі, якія зараджаюцца хутчэй і працуюць даўжэй, чым сучасныя літый-іённыя батарэі.
Некаторыя буйныя кампаніі, такія як Samsung і Huawei, ужо пайшлі гэтым шляхам, імкнучыся ўкараніць гэтыя дасягненні ў нашы паўсядзённыя гаджэты.
«Да 2024 года мы чакаем, што на рынку з'явіцца цэлы шэраг прадуктаў з графена», — сказаў Андрэа Ферары, дырэктар Кембрыджскага цэнтра графена і даследчык флагманскай праграмы Graphene, ініцыятывы, якую рэалізуе European Graphene. Кампанія інвесціруе 1 мільярд еўра ў сумесныя праекты. Альянс паскарае развіццё тэхналогіі графена.
Даследчыя партнёры Flagship ужо ствараюць графенавыя батарэі, якія забяспечваюць на 20% большую ёмістасць і на 15% больш энергіі, чым лепшыя сучасныя высокаэнергетычныя батарэі. Іншыя каманды стварылі сонечныя элементы на аснове графену, якія на 20% больш эфектыўна пераўтвараюць сонечнае святло ў электрычнасць.
Нягледзячы на тое, што ёсць некаторыя раннія прадукты, якія выкарыстоўваюць патэнцыял графена, такія як спартыўнае абсталяванне Head, лепшае яшчэ наперадзе. Як адзначыў Ferrari: «Мы гаворым пра графен, але на самой справе мы гаворым пра вялікую колькасць варыянтаў, якія вывучаюцца. Усё рухаецца ў правільным кірунку».
Гэты артыкул быў абноўлены з выкарыстаннем тэхналогіі штучнага інтэлекту, правераны на наяўнасць фактаў і адрэдагаваны рэдактарамі HowStuffWorks.
Вытворца спартыўнага інвентара Head выкарыстаў гэты цудоўны матэрыял. Сцвярджаецца, што іх тэнісная ракетка Graphene XT на 20% лягчэйшая пры той жа вазе. Гэта сапраўды рэвалюцыйная тэхналогія!
`;t.byline_authors_html&&(e+=`Аўтарская назва：${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\t
Час публікацыі: 21 лістапада 2023 г.