Pastaraisiais metais daug dėmesio skirta supermedžiagai grafenui. Bet kas gi yra grafenas? Įsivaizduokite medžiagą, kuri yra 200 kartų stipresnė už plieną, bet 1000 kartų lengvesnė už popierių.
2004 m. du Mančesterio universiteto mokslininkai, Andrejus Geimas ir Konstantinas Novoselovas, „žaidė“ su grafitu. Taip, tuo pačiu, kurį rasite ant pieštuko galiuko. Jiems buvo smalsu sužinoti apie šią medžiagą ir ar ją galima pašalinti vienu sluoksniu. Taigi jie rado neįprastą įrankį: lipnią juostą.
„[Juostą] uždedate ant grafito arba žėručio ir nulupate viršutinį sluoksnį“, – BBC aiškino Heim. Grafito dribsniai nuskrenda nuo juostos. Tada perlenkite juostą per pusę ir priklijuokite ją prie viršutinio lapo, tada vėl juos atskirkite. Tada šis procesas kartojamas 10 ar 20 kartų.
„Kiekvieną kartą dribsniai suskyla į vis plonesnius dribsnius. Galiausiai ant juostos lieka labai ploni dribsniai. Ištirpinate juostą ir viskas ištirpsta.“
Keista, bet juostos metodas veikė nuostabiai. Šis įdomus eksperimentas lėmė vieno sluoksnio grafeno dribsnių atradimą.
2010 m. Heim ir Novoselov gavo Nobelio fizikos premiją už grafeno, medžiagos, sudarytos iš anglies atomų, išsidėsčiusių šešiakampėje gardelėje, panašioje į vištinės vielos vamzdį, atradimą.
Viena iš pagrindinių priežasčių, kodėl grafenas toks nuostabus, yra jo struktūra. Vienas gryno grafeno sluoksnis atrodo kaip anglies atomų sluoksnis, išsidėstęs šešiakampėje gardelės struktūroje. Ši atominio masto korio struktūra suteikia grafenui įspūdingą stiprumą.
Grafenas taip pat yra elektros superžvaigždė. Kambario temperatūroje jis praleidžia elektrą geriau nei bet kuri kita medžiaga.
Ar prisimenate tuos anglies atomus, apie kuriuos kalbėjome? Na, kiekvienas iš jų turi papildomą elektroną, vadinamą π elektronu. Šis elektronas laisvai juda, todėl jam tenka laidumas per kelis grafeno sluoksnius su mažu pasipriešinimu.
Naujausi Masačusetso technologijos instituto (MIT) atlikti grafeno tyrimai atskleidė beveik magišką dalyką: šiek tiek (vos 1,1 laipsnio) pasukus du grafeno sluoksnius iš lygiavimo pozicijos, grafenas tampa superlaidininku.
Tai reiškia, kad jis gali praleisti elektrą be varžos ar šilumos, atverdamas įdomias būsimas superlaidumo galimybes kambario temperatūroje.
Vienas iš labiausiai lauktų grafeno panaudojimo būdų yra baterijos. Dėl puikaus laidumo galime gaminti grafeno baterijas, kurios įkraunamos greičiau ir tarnauja ilgiau nei šiuolaikinės ličio jonų baterijos.
Kai kurios didelės įmonės, tokios kaip „Samsung“ ir „Huawei“, jau pasirinko šį kelią, siekdamos įdiegti šiuos pasiekimus į mūsų kasdienius įrenginius.
„Tikimės, kad iki 2024 m. rinkoje atsiras įvairių grafeno produktų“, – teigė Andrea Ferrari, Kembridžo grafeno centro direktorė ir „Grafeno pavyzdinės“ iniciatyvos, kurią vykdo „European Graphene“, tyrėja. Bendrovė investuoja 1 milijardą eurų į bendrus projektus. Aljansas spartina grafeno technologijos plėtrą.
„Flagship“ tyrimų partneriai jau kuria grafeno baterijas, kurios suteikia 20 % didesnę talpą ir 15 % daugiau energijos nei šiandien geriausios didelės energijos baterijos. Kitos komandos sukūrė grafeno pagrindu pagamintus saulės elementus, kurie 20 procentų efektyviau paverčia saulės šviesą elektra.
Nors yra keletas ankstyvųjų produktų, kurie išnaudojo grafeno potencialą, pavyzdžiui, „Head“ sporto įranga, geriausi dar ateityje. Kaip pažymėjo Ferrari: „Kalbame apie grafeną, bet iš tikrųjų kalbame apie daugybę tiriamų variantų. Reikalai juda teisinga linkme.“
Šis straipsnis atnaujintas naudojant dirbtinio intelekto technologiją, patikrintas faktų ir redagavo „HowStuffWorks“ redaktoriai.
Sporto įrangos gamintojas „Head“ panaudojo šią nuostabią medžiagą. Jų „Graphene XT“ teniso raketė teigia esanti 20 % lengvesnė, tačiau sverianti tiek pat. Tai išties revoliucinė technologija!
`;t.byline_authors_html&&(e+=`Autorius: ${t.byline_authors_html}`),t.byline_authors_html&&.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\t
Įrašo laikas: 2023 m. lapkričio 21 d.