Соңғы жылдары аса маңызды графенге көп көңіл бөлінуде. Ал графен дегеніміз не? Болаттан 200 есе берік, бірақ қағаздан 1000 есе жеңіл затты елестетіп көріңізші.
2004 жылы Манчестер университетінің екі ғалымы Андрей Гейм мен Константин Новоселов графитпен «ойнады». Иә, қарындаштың ұшында кездесетін нәрсемен бірдей. Олар материалға қызығушылық танытып, оны бір қабатта алып тастауға бола ма, жоқ па, білгісі келді. Сондықтан олар ерекше құрал тапты: скотч.
«Сіз [тасманы] графит немесе слюданың үстіне төсейсіз, содан кейін үстіңгі қабатын аршып аласыз», - деп түсіндірді Хейм BBC-ге. Графит үлпектері таспадан ұшып кетеді. Содан кейін таспаны екіге бүктеп, үстіңгі параққа желімдейсіз, содан кейін оларды қайтадан бөлесіз. Содан кейін сіз бұл процесті 10 немесе 20 рет қайталайсыз.
«Әрбір рет қабыршақтар жұқа және жұқа қабыршақтарға ыдырайды. Ақырында, белдікте өте жұқа қабыршақтар қалады. Сіз таспаны ерітесіз, сонда бәрі еріп кетеді».
Таңқаларлығы, таспа әдісі керемет нәтиже берді. Бұл қызықты тәжірибе бір қабатты графен қабыршақтарының ашылуына әкелді.
2010 жылы Хейм мен Новоселов тауық сымына ұқсас алтыбұрышты торда орналасқан көміртек атомдарынан тұратын материал - графенді ашқаны үшін физика бойынша Нобель сыйлығын алды.
Графеннің соншалықты таңғажайып болуының басты себептерінің бірі - оның құрылымы. Таза графеннің бір қабаты алтыбұрышты торлы құрылымда орналасқан көміртек атомдарының қабаты ретінде көрінеді. Бұл атомдық масштабтағы ұя тәрізді құрылым графенге әсерлі беріктік береді.
Графен сонымен қатар электр энергиясының супержұлдызы болып табылады. Бөлме температурасында ол кез келген басқа материалға қарағанда электр тогын жақсы өткізеді.
Біз талқылаған көміртек атомдары есіңізде ме? Олардың әрқайсысында пи электрон деп аталатын қосымша электрон бар. Бұл электрон еркін қозғалады, бұл оған графеннің бірнеше қабаттары арқылы кедергісіз электр өткізгіштігін жүргізуге мүмкіндік береді.
Массачусетс технологиялық институтында (MIT) графенге жүргізілген жақында жүргізілген зерттеулер сиқырлы нәрсені анықтады: графеннің екі қабатын туралаудан сәл (бар болғаны 1,1 градусқа) бұрған кезде, графен асқын өткізгішке айналады.
Бұл оның кедергісіз немесе жылусыз электр тогын өткізе алатынын білдіреді, бұл бөлме температурасында болашақта асқын өткізгіштік үшін қызықты мүмкіндіктер ашады.
Графеннің ең күтілетін қолданылу салаларының бірі - батареяларда. Оның жоғары өткізгіштігінің арқасында біз қазіргі заманғы литий-ионды батареяларға қарағанда жылдамырақ зарядталатын және ұзақ қызмет ететін графен батареяларын шығара аламыз.
Samsung және Huawei сияқты кейбір ірі компаниялар күнделікті қолданатын гаджеттерге осы жетістіктерді енгізуді мақсат етіп, осы жолды таңдады.
«2024 жылға қарай біз нарықта графен өнімдерінің кең ауқымы пайда болады деп күтеміз», - деді Кембридж Графен орталығының директоры және European Graphene компаниясы басқаратын Graphene Flagship бастамасының зерттеушісі Андреа Феррари. Компания бірлескен жобаларға 1 миллиард еуро инвестиция салуда. Альянс графен технологиясын дамытуды жеделдетеді.
Flagship компаниясының зерттеу серіктестері қазіргі ең жақсы жоғары энергиялы батареяларға қарағанда 20%-ға көп сыйымдылық пен 15%-ға көп энергия беретін графен батареяларын жасап жатыр. Басқа топтар күн сәулесін электр энергиясына айналдыруда 20 пайызға тиімдірек графен негізіндегі күн батареяларын жасады.
Графеннің әлеуетін пайдаланған алғашқы өнімдер, мысалы, Head спорттық жабдықтары болғанымен, ең жақсысы әлі алда. Ferrari атап өткендей: «Біз графен туралы айтамыз, бірақ шын мәнінде біз зерттеліп жатқан көптеген нұсқалар туралы айтып отырмыз. Іс дұрыс бағытта жүріп жатыр».
Бұл мақала жасанды интеллект технологиясын қолдана отырып жаңартылды, фактілер тексерілді және HowStuffWorks редакторларымен өңделді.
Спорттық жабдықтар өндірушісі Head осы керемет материалды пайдаланды. Олардың Graphene XT теннис ракеткасы сол салмақта 20%-ға жеңіл екенін мәлімдейді. Бұл шынымен де революциялық технология!
`;t.byline_authors_html&&(e+=`Әріптес:${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
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 21 қараша