Á undanförnum árum hefur mikil athygli beinst að ofurefninu grafíni. En hvað er grafín? Ímyndaðu þér efni sem er 200 sinnum sterkara en stál, en 1000 sinnum léttara en pappír.
Árið 2004 „léku“ tveir vísindamenn frá Háskólanum í Manchester, Andrei Geim og Konstantin Novoselov, sér með grafít. Já, það sama og maður finnur á blýantsoddinum. Þeir voru forvitnir um efnið og vildu vita hvort hægt væri að fjarlægja það í einu lagi. Þannig fundu þeir óvenjulegt verkfæri: límband.
„Þú leggur [teipið] yfir grafít eða glimmer og svo flettirðu af efsta laginu,“ útskýrði Heim fyrir BBC. Grafítflögur fljúga af teipinu. Síðan brýturðu teipið í tvennt og límir það á efsta lagið, aðskilur þau síðan aftur. Síðan endurtekurðu þetta ferli 10 eða 20 sinnum.
„Í hvert skipti brotna flögurnar niður í þynnri og þynnri flögur. Að lokum verða mjög þunnar flögur eftir á beltinu. Þú leysir upp teipið og allt leysist upp.“
Ótrúlegt en satt, límbandsaðferðin virkaði kraftaverk. Þessi áhugaverða tilraun leiddi til uppgötvunar á einlags grafínflögum.
Árið 2010 hlutu Heim og Novoselov Nóbelsverðlaunin í eðlisfræði fyrir uppgötvun sína á grafeni, efni sem er samsett úr kolefnisatómum sem raðast saman í sexhyrnt grindarkerfi, svipað og hænsnanet.
Ein helsta ástæðan fyrir því að grafen er svo magnað er uppbygging þess. Eitt lag af óspilltu grafeni birtist sem lag af kolefnisatómum sem raðast í sexhyrnda grindarbyggingu. Þessi frumeindabygging með hunangsseim gefur grafeni sinn mikla styrk.
Grafín er einnig rafsnillingur. Við stofuhita leiðir það rafmagn betur en nokkurt annað efni.
Manstu eftir kolefnisatómunum sem við ræddum? Jú, þau hafa hvert um sig auka rafeind sem kallast pí-rafeind. Þessi rafeind hreyfist frjálslega og gerir henni kleift að leiða í gegnum mörg lög af grafeni með litlu viðnámi.
Nýlegar rannsóknir á grafeni við Massachusetts Institute of Technology (MIT) hafa uppgötvað eitthvað næstum töfrandi: þegar tvö lög af grafeni eru snúin örlítið (aðeins 1,1 gráðu) úr röð, verður grafenið ofurleiðari.
Þetta þýðir að það getur leitt rafmagn án viðnáms eða hita, sem opnar spennandi möguleika á framtíðar ofurleiðni við stofuhita.
Ein af mest eftirsóttu notkunarmöguleikum grafens er í rafhlöðum. Þökk sé betri leiðni þess getum við framleitt grafensrafhlöður sem hlaðast hraðar og endast lengur en nútíma litíumjónarafhlöður.
Sum stórfyrirtæki eins og Samsung og Huawei hafa þegar farið þessa leið og stefna að því að innleiða þessar framfarir í dagleg tæki okkar.
„Við gerum ráð fyrir að fjölbreytt úrval af grafínvörum verði komin á markað árið 2024,“ sagði Andrea Ferrari, forstöðumaður Cambridge Graphene Center og rannsakandi hjá Graphene Flagship, verkefni sem European Graphene rekur. Fyrirtækið fjárfestir 1 milljarð evra í sameiginleg verkefni. Bandalagið flýtir fyrir þróun grafíntækni.
Rannsóknaraðilar Flagship eru þegar að þróa grafínrafhlöður sem veita 20% meiri afköst og 15% meiri orku en bestu háorkurafhlöðurnar í dag. Önnur teymi hafa búið til grafínbyggðar sólarsellur sem eru 20 prósent skilvirkari við að umbreyta sólarljósi í rafmagn.
Þó að nokkrar vörur frá grunni hafi nýtt sér möguleika grafíns, eins og Head sports equipment, þá er það besta enn eftir. Eins og Ferrari benti á: „Við tölum um grafín, en í raun erum við að tala um fjölda möguleika sem verið er að skoða. Hlutirnir eru að þróast í rétta átt.“
Þessi grein hefur verið uppfærð með gervigreindartækni, staðreyndaprófuð og ritstýrð af ritstjórum HowStuffWorks.
Íþróttavöruframleiðandinn Head hefur notað þetta frábæra efni. Tennisspaðið þeirra Graphene XT er fullyrt að það sé 20% léttara en þyngdin er sú sama. Þetta er sannarlega byltingarkennd tækni!
`;t.byline_authors_html&&(e+=`Að endurskoða: ${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
Birtingartími: 21. nóvember 2023