Viimastel aastatel on supermateriaalsele grafeenile pööratud palju tähelepanu. Aga mis on grafeen? Noh, kujutage ette ainet, mis on 200 korda tugevam kui terasest, kuid 1000 korda kergem kui paber.
2004. aastal mängisid kaks Manchesteri ülikooli teadlast Andrei Geim ja Konstantin Novoselov Grapiidiga. Jah, sama asi, mida leiate pliiatsi otsast. Nad olid materjali suhtes uudishimulikud ja tahtsid teada, kas seda saab ühe kihina eemaldada. Nii et nad leidsid ebahariliku tööriista: kanalilint.
"Te panete [lint] üle grafiidi või vilgukivi ja kooris siis ülemise kihi maha," selgitas Heim BBC -le. Grafiidihelbed lendavad lindilt maha. Seejärel voldi lint pooleks ja liimige see ülaosale, eraldage need uuesti. Siis kordate seda protsessi 10 või 20 korda.
"Iga kord, kui helbed lagunevad õhemateks ja õhemateks helvesteks. Lõpuks jäävad vööle väga õhukesed helbed. Lahustate lindi ja kõik lahustub."
Üllataval kombel tegi lindimeetod imet. See huvitav eksperiment viis ühekihiliste grafeenihelveste avastamiseni.
2010. aastal said Heim ja Novoselov füüsika Nobeli auhinna grafeeni avastamise eest - materjali, mis koosneb kuusnurksesse võresse paigutatud süsinikuaatomitest, sarnaselt kanatraadiga.
Üks peamisi põhjuseid, miks grafeen on nii hämmastav, on selle struktuur. Ühtne põline grafeen ilmub süsinikuaatomite kihina, mis on paigutatud kuusnurkse võre struktuuri. See aatomiskaala kärgstruktuur annab grafeenile muljetavaldava tugevuse.
Grafeen on ka elektriline superstaar. Toatemperatuuril viib see elektrit paremini kui mis tahes muu materjal.
Kas mäletate neid süsinikuaatomeid, mida arutasime? Noh, neil kõigil on lisaelektron, mida nimetatakse Pi -elektroniks. See elektron liigub vabalt, võimaldades sellel juhtivust läbi viia mitu kihti vähese takistusega.
Massachusettsi tehnoloogiainstituudis (MIT) on hiljutised uuringud grafeeni kohta avastanud midagi peaaegu maagilist: kui pisut (vaid 1,1 kraadi) pöörate kahte grafeeni kihti joondamisest välja, muutub grafeenist ülijuhiks.
See tähendab, et see suudab elektrit läbi viia ilma takistuse või soojuseta, avades põnevaid võimalusi tulevaseks ülitundlikkuse jaoks toatemperatuuril.
Grafeeni üks oodatuimaid rakendusi on akudes. Tänu suurepärasele juhtivusele saame toota grafeenpatareisid, mis laadivad kiiremini ja kauem kui tänapäevased liitium-ioonakud.
Mõned suured ettevõtted nagu Samsung ja Huawei on selle tee juba võtnud, eesmärgiga tutvustada neid edusamme meie igapäevastesse vidinadesse.
"Aastaks 2024 eeldame, et turul on mitmesuguseid grafeenitooteid," ütles Cambridge'i grafeenikeskuse direktor Andrea Ferrari ja Grafeeni lipulaeva teadur, mis on Euroopa grafeeni hallatav algatus. Ettevõte investeerib ühistesse projektidesse 1 miljard eurot. projektid. Allianss kiirendab grafeenitehnoloogia arengut.
Lipulaeva uurimispartnerid loovad juba grafeenpatareisid, mis pakuvad 20% rohkem mahutavust ja 15% rohkem energiat kui tänapäeva parimad suure energiatarbega akud. Teised meeskonnad on loonud grafeenipõhised päikesepatareide, mis on 20 protsenti tõhusamad päikesevalguse elektriks muundamisel.
Ehkki on olemas mõned varased tooted, mis on kasutanud grafeeni potentsiaali, näiteks pea spordiseadmeid, on parim veel ees. Nagu Ferrari märkis: "Me räägime grafeenist, kuid tegelikult räägime paljudest uuritavatest võimalustest. Asjad liiguvad õiges suunas."
Seda artiklit on värskendatud, kasutades tehisintellektitehnoloogiat, mida on kontrollitud ja redigeerinud Howstuffworks'i toimetajad.
Spordiseadmete tootja juht on seda hämmastavat materjali kasutanud. Nende grafeen XT tennisereket väidab, et samal kaalul on 20% kergem. See on tõeliselt revolutsiooniline tehnoloogia!
`; t.byline_authors_html && (e+=` 作者 作者 ： $ {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
Postiaeg: 21. november 20123