I de senere år har der været stor opmærksomhed på supermaterialet grafen. Men hvad er grafen? Forestil dig et stof, der er 200 gange stærkere end stål, men 1000 gange lettere end papir.
I 2004 “legede” to forskere fra University of Manchester, Andrei Geim og Konstantin Novoselov, med grafit. Ja, det samme, man finder på spidsen af en blyant. De var nysgerrige omkring materialet og ville vide, om det kunne fjernes i ét lag. Så de fandt et usædvanligt værktøj: gaffatape.
"Du lægger [tapen] oven på grafit eller glimmer og piller derefter det øverste lag af," forklarede Heim til BBC. Grafitflager flyver af tapen. Fold derefter tapen på midten og lim den til det øverste lag, og adskil dem derefter igen. Derefter gentager du denne proces 10 eller 20 gange.
"Hver gang opløses flagerne i tyndere og tyndere flager. Til sidst bliver der meget tynde flager tilbage på båndet. Du opløser tapen, og alt opløses."
Overraskende nok virkede tapemetoden underværker. Dette interessante eksperiment førte til opdagelsen af enkeltlags grafenflager.
I 2010 modtog Heim og Novoselov Nobelprisen i fysik for deres opdagelse af grafen, et materiale bestående af kulstofatomer arrangeret i et sekskantet gitter, der ligner hønsenet.
En af hovedårsagerne til, at grafen er så fantastisk, er dens struktur. Et enkelt lag af uberørt grafen fremstår som et lag af kulstofatomer arrangeret i en hexagonal gitterstruktur. Denne atomare bikagestruktur giver grafen dens imponerende styrke.
Grafen er også en elektrisk superstjerne. Ved stuetemperatur leder det elektricitet bedre end noget andet materiale.
Husker du de kulstofatomer, vi diskuterede? De har hver især en ekstra elektron kaldet en pi-elektron. Denne elektron bevæger sig frit, hvilket gør det muligt for den at lede ledning gennem flere lag af grafen med lille modstand.
Nyere forskning i grafen på Massachusetts Institute of Technology (MIT) har opdaget noget næsten magisk: Når man drejer to lag grafen en smule (kun 1,1 grader) ud af linje, bliver grafenen til en superleder.
Det betyder, at den kan lede elektricitet uden modstand eller varme, hvilket åbner op for spændende muligheder for fremtidig superledning ved stuetemperatur.
En af de mest ventede anvendelser af grafen er i batterier. Takket være dens overlegne ledningsevne kan vi producere grafenbatterier, der oplades hurtigere og holder længere end moderne lithium-ion-batterier.
Nogle store virksomheder som Samsung og Huawei har allerede taget denne vej med det formål at introducere disse fremskridt i vores hverdagsgadgets.
"Vi forventer, at en række grafenprodukter vil være på markedet i 2024," sagde Andrea Ferrari, direktør for Cambridge Graphene Center og forsker ved Graphene Flagship, et initiativ drevet af European Graphene. Virksomheden investerer 1 milliard euro i fælles projekter. Alliancen accelererer udviklingen af grafenteknologi.
Flagships forskningspartnere er allerede i gang med at skabe grafenbatterier, der giver 20 % mere kapacitet og 15 % mere energi end de bedste højenergibatterier i dag. Andre hold har skabt grafenbaserede solceller, der er 20 procent mere effektive til at omdanne sollys til elektricitet.
Selvom der findes nogle tidlige produkter, der har udnyttet grafenets potentiale, såsom Head Sports Equipment, er det bedste endnu ikke kommet. Som Ferrari bemærkede: "Vi taler om grafen, men i virkeligheden taler vi om et stort antal muligheder, der undersøges. Tingene bevæger sig i den rigtige retning."
Denne artikel er blevet opdateret ved hjælp af kunstig intelligens-teknologi, faktatjekket og redigeret af HowStuffWorks-redaktører.
Sportsudstyrsproducenten Head har brugt dette fantastiske materiale. Deres Graphene XT tennisketcher hævder at være 20% lettere med samme vægt. Dette er virkelig revolutionerende teknologi!
`;t.byline_authors_html&&(e+=`Forfatter: ${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
Opslagstidspunkt: 21. november 2023