Viime vuosina supermateriaaliseen grafeeniin on kiinnitetty paljon huomiota. Mutta mikä on grafeeni? Kuvittele aine, joka on 200 kertaa vahvempi kuin teräs, mutta 1000 kertaa kevyempi kuin paperi.
Vuonna 2004 kaksi Manchesterin yliopiston tutkijaa Andrei Geim ja Konstantin Novoselov, "soitti" grafiittia. Kyllä, sama asia, jonka löydät lyijykynän kärjestä. He olivat uteliaita materiaalista ja halusivat tietää, voiko se poistaa yhdessä kerroksessa. Joten he löysivät epätavallisen työkalun: kanavateippi.
"Asetat [nauhan] grafiitin tai kiilan päälle ja kuorit sitten yläkerroksen", Heim selitti BBC: lle. Grafiittihiutaleet lentävät nauhalta. Taita sitten teippi puoliksi ja liimaa se ylhäältä, erota ne sitten uudelleen. Sitten toistat tämän prosessin 10 tai 20 kertaa.
"Joka kerta kun hiutaleet hajoavat ohuemmiksi ja ohuemmiksi hiutaleiksi. Lopulta hihnalle jäävät erittäin ohuet hiutaleet. Liuotat teipin ja kaikki liukenee."
Yllättäen nauhamenetelmä teki ihmeitä. Tämä mielenkiintoinen kokeilu johti yksikerroksisten grafeenihiutaleiden löytämiseen.
Vuonna 2010 Heim ja Novoselov saivat fysiikan Nobel -palkinnon grafeenin löytämisestä, materiaalista, joka koostui kuusikulmaisesta hilasta järjestetyistä hiiliatomeista, jotka olivat samanlaisia kuin kanajohto.
Yksi tärkeimmistä syistä, miksi grafeeni on niin uskomaton, on sen rakenne. Yksi kerros koskematonta grafeenia esiintyy hiiliatomien kerroksena, joka on järjestetty kuusikulmainen hila -rakenteeseen. Tämä atomien mittakaavan hunajakennon rakenne antaa grafeenin vaikuttavan lujuuden.
Grafeeni on myös sähköinen supertähti. Huoneen lämpötilassa se johtaa sähköä paremmin kuin mikään muu materiaali.
Muistatko ne hiiliatomit, joista keskustelemme? No, heillä jokaisella on ylimääräinen elektroni, nimeltään PI -elektroni. Tämä elektroni liikkuu vapaasti, jolloin se voi johtaa johtavuutta useiden grafeenikerrosten kautta, joilla on vähän vastus.
Äskettäinen grafeenitutkimus Massachusetts Institute of Technology (MIT) on löytänyt jotain melkein maagista: Kun hiukan (vain 1,1 astetta) kierrät kahta grafeenikerrosta kohdistuksesta, grafeenista tulee suprajohtava.
Tämä tarkoittaa, että se voi johtaa sähköä ilman vastus tai lämpöä, avaamalla jännittäviä mahdollisuuksia tulevaisuuden suprajohtavuudelle huoneenlämpötilassa.
Yksi grafeenin odotetuimmista sovelluksista on paristoissa. Ylemmän johtavuuden ansiosta voimme tuottaa grafeeniakkuja, jotka latautuvat nopeammin ja kestävät pidempään kuin nykyaikaiset litium-ioni-akut.
Jotkut suuret yritykset, kuten Samsung ja Huawei, ovat jo kuluneet tämän polun ja pyrkivät esittämään nämä edistykset päivittäisiin laitteihimme.
"Vuoteen 2024 mennessä odotamme joukon grafeenituotteita markkinoilla", kertoi Cambridge Grafeen -keskuksen johtaja Andrea Ferrari ja Euroopan grafeenin johtaman Grafeen -lippulaivan tutkija. Yhtiö sijoittaa miljardia euroa yhteisiin hankkeisiin. projektit. Allianssi nopeuttaa grafeenitekniikan kehitystä.
Lippulaivan tutkimuskumppanit ovat jo luoneet grafeeniakkuja, jotka tarjoavat 20% enemmän kapasiteettia ja 15% enemmän energiaa kuin nykypäivän parhaat korkean energian akut. Muut joukkueet ovat luoneet grafeenipohjaisia aurinkokennoja, jotka ovat 20 prosenttia tehokkaampia muuntamaan auringonvalon sähköksi.
Vaikka on joitain varhaisia tuotteita, jotka ovat hyödyntäneet grafeenin potentiaalia, kuten pääurheilulaitteita, paras on vielä tulossa. Kuten Ferrari totesi: "Puhumme grafeenista, mutta todellisuudessa puhumme suuresta määrästä tutkittavia vaihtoehtoja. Asiat liikkuvat oikeaan suuntaan."
Tämä artikkeli on päivitetty käyttämällä keinotekoista älykkyystekniikkaa, tosiasiatarkastettua ja toimittamalla HowStuffworks Editors.
Urheilulaitteiden valmistaja Head on käyttänyt tätä hämmästyttävää materiaalia. Heidän grafeeni XT -tennismaila väittää olevan 20% kevyempi samalla painolla. Tämä on todella vallankumouksellinen tekniikka!
`; t.byline_authors_html && (e+=` 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+” _ ”); palauta e+= `\ n \ t \ t \ t \ t
Viestin aika: marraskuu-21-2023