През последните години много внимание се обръща на суперматериала графен. Но какво е графен? Представете си вещество, което е 200 пъти по-здраво от стоманата, но 1000 пъти по-леко от хартията.
През 2004 г. двама учени от университета в Манчестър, Андрей Гейм и Константин Новоселов, „играят“ с графит. Да, същото нещо, което намирате на върха на молив. Те са били любопитни за материала и са искали да разберат дали може да се премахне на един слой. Затова са открили необичаен инструмент: тиксо.
„Полагате [лентата] върху графит или слюда и след това отлепвате горния слой“, обясни Хайм пред Би Би Си. Графитни люспи се отделят от лентата. След това сгъвате лентата наполовина и я залепвате към горния лист, след което ги разделяте отново. След това повтаряте този процес 10 или 20 пъти.
„Всеки път люспите се разпадат на все по-тънки и по-тънки люспи. Накрая на лентата остават много тънки люспи. Разтваряте лентата и всичко се разтваря.“
Изненадващо, методът с лентата е направил чудеса. Този интересен експеримент доведе до откриването на еднослойни графенови люспи.
През 2010 г. Хайм и Новоселов получават Нобелова награда за физика за откритието си на графен, материал, съставен от въглеродни атоми, подредени в шестоъгълна решетка, подобна на телена мрежа.
Една от основните причини графенът да е толкова невероятен е неговата структура. Един слой от чист графен изглежда като слой от въглеродни атоми, подредени в шестоъгълна решетъчна структура. Тази атомно-мащабна структура на пчелна пита придава на графена впечатляващата му здравина.
Графенът е и електрическа суперзвезда. При стайна температура той провежда електричество по-добре от всеки друг материал.
Помните ли онези въглеродни атоми, за които говорихме? Всеки от тях има допълнителен електрон, наречен пи-електрон. Този електрон се движи свободно, което му позволява да провежда ток през множество слоеве графен с малко съпротивление.
Скорошни изследвания на графена в Масачузетския технологичен институт (MIT) откриха нещо почти магическо: когато леко (само 1,1 градуса) завъртите два слоя графен извън подравняването си, графенът се превръща в свръхпроводник.
Това означава, че може да провежда електричество без съпротивление или топлина, което открива вълнуващи възможности за бъдеща свръхпроводимост при стайна температура.
Едно от най-очакваните приложения на графена е в батериите. Благодарение на превъзходната му проводимост, можем да произвеждаме графенови батерии, които се зареждат по-бързо и издържат по-дълго от съвременните литиево-йонни батерии.
Някои големи компании като Samsung и Huawei вече са поели по този път, целящи да въведат тези постижения в ежедневните ни джаджи.
„До 2024 г. очакваме на пазара да се появи гама от графенови продукти“, каза Андреа Ферари, директор на Центъра за графен в Кеймбридж и изследовател във флагманската инициатива „Графен“, ръководена от European Graphene. Компанията инвестира 1 милиард евро в съвместни проекти. Съюзът ускорява развитието на графеновите технологии.
Изследователските партньори на Flagship вече създават графенови батерии, които осигуряват 20% по-голям капацитет и 15% повече енергия от най-добрите днес високоенергийни батерии. Други екипи са създали слънчеви клетки на основата на графен, които са с 20% по-ефективни при преобразуването на слънчевата светлина в електричество.
Въпреки че има някои ранни продукти, които са използвали потенциала на графена, като например спортната екипировка Head, най-доброто тепърва предстои. Както отбеляза Ферари: „Говорим за графен, но в действителност говорим за голям брой варианти, които се проучват. Нещата се движат в правилната посока.“
Тази статия е актуализирана с помощта на технология за изкуствен интелект, проверена е по факти и е редактирана от редакторите на HowStuffWorks.
Производителят на спортна екипировка Head използва този невероятен материал. Тенис ракетата им Graphene XT твърди, че е с 20% по-лека при същото тегло. Това е наистина революционна технология!
`;t.byline_authors_html&&(e+=`Авторски адрес: ${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
Време на публикуване: 21 ноември 2023 г.