Viimastel aastatel on palju tähelepanu pööratud supermaterjalile grafeenile. Aga mis on grafeen? Kujutage ette ainet, mis on 200 korda tugevam kui teras, aga 1000 korda kergem kui paber.
2004. aastal „mängisid“ kaks Manchesteri ülikooli teadlast, Andrei Geim ja Konstantin Novoselov, grafiidiga. Jah, sama asjaga, mida leiab pliiatsi otsast. Nad olid materjalist uudishimulikud ja tahtsid teada, kas seda saab ühe kihina eemaldada. Nii leidsidki nad ebatavalise tööriista: kleeplindi.
„[Teip] asetatakse grafiidi või vilgukivi peale ja seejärel kooritakse pealmine kiht maha,“ selgitas Heim BBC-le. Grafiidihelbed lendavad teibilt maha. Seejärel murtakse teip pooleks ja liimitakse ülemise lehe külge, seejärel eraldatakse need uuesti. Seejärel korratakse seda protsessi 10 või 20 korda.
„Iga kord lagunevad helbed üha õhemateks ja õhemateks helvesteks. Lõpuks jäävad lindile väga õhukesed helbed. Kui teip lahustate, lahustub kõik.“
Üllataval kombel tegi teibimeetod imesid. See huvitav katse viis ühekihiliste grafeenihelveste avastamiseni.
2010. aastal said Heim ja Novoselov Nobeli füüsikapreemia grafeeni avastamise eest, mis on materjal, mis koosneb kuusnurkses võres paiknevatest süsinikuaatomitest, sarnaselt kanatraadile.
Üks peamisi põhjuseid, miks grafeen on nii hämmastav, on selle struktuur. Üksainus kiht puhast grafeeni paistab olevat süsinikuaatomite kiht, mis on paigutatud kuusnurkse võrestruktuuri. See aatomiskaala kärgstruktuur annab grafeenile muljetavaldava tugevuse.
Grafeen on ka elektrienergia superstaar. Toatemperatuuril juhib see elektrit paremini kui ükski teine materjal.
Mäletate neid süsinikuaatomeid, millest rääkisime? Noh, igal neist on lisaelektron, mida nimetatakse pii-elektroniks. See elektron liigub vabalt, võimaldades tal vähese takistusega läbi grafeeni mitme kihi elektrijuhtivust juhtida.
Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi (MIT) hiljutine grafeeniuuring on avastanud midagi peaaegu maagilist: kui pöörata kaks grafeenikihti veidi (vaid 1,1 kraadi) paigast ära, muutub grafeen ülijuhiks.
See tähendab, et see suudab juhtida elektrit ilma takistuse või kuumuseta, avades põnevaid võimalusi tulevaseks ülijuhtivuseks toatemperatuuril.
Üks grafeeni enim oodatud rakendusi on akud. Tänu selle suurepärasele juhtivusele saame toota grafeenakusid, mis laevad kiiremini ja kestavad kauem kui tänapäevased liitiumioonakud.
Mõned suured ettevõtted, näiteks Samsung ja Huawei, on selle tee juba valinud, eesmärgiga tutvustada neid edusamme meie igapäevastes vidinates.
„Me eeldame, et 2024. aastaks on turul lai valik grafeenitooteid,“ ütles Andrea Ferrari, Cambridge'i grafeenikeskuse direktor ja European Graphene'i juhitava algatuse Graphene Flagship teadur. Ettevõte investeerib ühisprojektidesse miljard eurot. Liit kiirendab grafeenitehnoloogia arengut.
Flagshipi uurimispartnerid loovad juba grafeenpatareisid, mis pakuvad 20% suuremat mahtuvust ja 15% rohkem energiat kui tänapäeva parimad suure energiatarbega patareid. Teised meeskonnad on loonud grafeenipõhised päikesepatareid, mis on päikesevalguse elektriks muundamisel 20 protsenti tõhusamad.
Kuigi on olemas varajasi tooteid, mis on grafeeni potentsiaali rakendanud, näiteks Headi spordivarustus, on parim alles ees. Nagu Ferrari märkis: „Me räägime grafeenist, aga tegelikult räägime suurest hulgast uuritavatest võimalustest. Asjad liiguvad õiges suunas.“
Seda artiklit on uuendatud tehisintellekti tehnoloogia abil, faktid on kontrollitud ja HowStuffWorksi toimetajate poolt toimetatud.
Spordivarustuse tootja Head on seda hämmastavat materjali kasutanud. Nende Graphene XT tennisereket väidab end olevat sama kaalu juures 20% kergem. See on tõeliselt revolutsiooniline tehnoloogia!
`;t.byline_authors_html&&(e+=`Autor: ${t.byline_authors_html}`),t.byline_authors_html&&.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
Postituse aeg: 21. november 2023