מהו גרפן? חומר קסום מדהים

בשנים האחרונות, תשומת לב רבה הוקדשה לגרפן העל -חומר. אבל מה זה גרפן? ובכן, דמיין חומר חזק פי 200 מפלדה, אך קל יותר מ -1000 מנייר.
בשנת 2004, שני מדענים מאוניברסיטת מנצ'סטר, אנדריי גים וקונסטנטין נובוסלוב, "שיחקו" עם גרפיט. כן, אותו דבר שאתה מוצא בקצה העיפרון. הם היו סקרנים לגבי החומר ורצו לדעת אם ניתן להסיר אותו בשכבה אחת. אז הם מצאו כלי יוצא דופן: קלטת צינור.
"אתה מניח [את הקלטת] מעל גרפיט או נציץ ואז מקלף את השכבה העליונה," הסביר Heim ל- BBC. פתיתי גרפיט עפים מהקלטת. ואז מקפלים את הקלטת לשניים והדביקו אותו לגיליון העליון, ואז הפרו אותם שוב. ואז אתה חוזר על התהליך הזה 10 או 20 פעמים.
"בכל פעם שהפתיתים מתפרקים לפתיתים דקים יותר ודקים יותר. בסופו של דבר נשארים פתיתים דקים מאוד על החגורה. אתה ממיס את הקלטת והכל מתמוסס."
באופן מפתיע, שיטת הקלטת עבדה פלאים. ניסוי מעניין זה הוביל לגילוי פתיתי גרפן שכבתיים יחיד.
בשנת 2010 קיבלו היים ונובוסלוב את פרס נובל לפיזיקה על גילוים של גרפן, חומר המורכב מאטומי פחמן המסודרים בסריג משושה, בדומה לחוט עוף.
אחת הסיבות העיקריות לגרפן כל כך מדהים היא המבנה שלו. שכבה יחידה של גרפן בתולי מופיעה כשכבה של אטומי פחמן המסודרים במבנה סריג משושה. מבנה חלת דבש בקנה מידה אטומי זה מעניק לגרפן את כוחו המרשים.
גרפן הוא גם כוכב -על חשמלי. בטמפרטורת החדר היא מוליכה חשמל טוב יותר מכל חומר אחר.
זוכר את אטומי הפחמן שדיברנו עליהם? ובכן, לכל אחד מהם יש אלקטרון נוסף שנקרא אלקטרון PI. אלקטרון זה נע בחופשיות, ומאפשר לו לבצע הולכה דרך שכבות מרובות של גרפן עם מעט התנגדות.
מחקרים עדכניים על גרפן במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) גילו משהו כמעט קסום: כשאתה מעט (רק 1.1 מעלות) סובב שתי שכבות של גרפן מתוך יישור, הגרפן הופך למוליך -על.
המשמעות היא שהיא יכולה לערוך חשמל ללא התנגדות או חום, ולפתח אפשרויות מרגשות למוליכות -על עתידית בטמפרטורת החדר.
אחד היישומים הצפויים ביותר של גרפן הוא בסוללות. בזכות המוליכות המעולה שלה, אנו יכולים לייצר סוללות גרפן שגוברות מהר יותר ונמשכות זמן רב יותר מסוללות ליתיום-יון מודרניות.
כמה חברות גדולות כמו סמסונג ו- Huawei כבר עברו דרך זו, במטרה להכניס את ההתקדמות הזו לגאדג'טים היומיומיים שלנו.
"עד שנת 2024 אנו מצפים שמגוון מוצרי גרפן יהיה בשוק", אמרה אנדראה פרארי, מנהלת מרכז הגרפן של קיימברידג 'וחוקרת בספינת הדגל של גרפן, יוזמה המנוהלת על ידי גרפן אירופי. החברה משקיעה מיליארד יורו בפרויקטים משותפים. פרויקטים. הברית מאיצה את פיתוח טכנולוגיית הגרפן.
שותפי המחקר של הדגל כבר יוצרים סוללות גרפן המספקות 20% יותר קיבולת ו -15% יותר אנרגיה מהסוללות הטובות ביותר של ימינו באנרגיה. צוותים אחרים יצרו תאים סולאריים מבוססי גרפן היעילים יותר ב -20 אחוזים בהמרת אור שמש לחשמל.
אמנם ישנם כמה מוצרים מוקדמים שרתמו את הפוטנציאל של גרפן, כמו ציוד ספורט ראש, אך הטוב ביותר שעוד יגיע. כפי שציין פרארי: "אנחנו מדברים על גרפן, אבל במציאות אנחנו מדברים על מספר גדול של אפשרויות שנלמדות. הדברים נעים בכיוון הנכון."
מאמר זה עודכן בטכנולוגיית בינה מלאכותית, נבדק עובדות וערך על ידי עורכי Howstuffworks.
ראש יצרן ציוד הספורט השתמש בחומר מדהים זה. מחבט הטניס הגרפיני שלהם טוען כי הוא קל יותר ב -20% באותו משקל. זו באמת טכנולוגיה מהפכנית!
`; 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+" _ "); החזר e+= `\ n \ t \ t \ t \ t