Pēdējos gados liela uzmanība ir pievērsta supermateriālam grafēnam. Bet kas īsti ir grafēns? Iedomājieties vielu, kas ir 200 reizes stiprāka par tēraudu, bet 1000 reizes vieglāka par papīru.
2004. gadā divi Mančestras Universitātes zinātnieki Andrejs Geims un Konstantīns Novoselovs "paspēlējās" ar grafītu. Jā, to pašu, ko var atrast uz zīmuļa gala. Viņi bija ieinteresēti šajā materiālā un vēlējās uzzināt, vai to var noņemt vienā kārtā. Tāpēc viņi atrada neparastu instrumentu: līmlenti.
“[Lentes] uzlikšana virs grafīta vai vizlas un virsējā slāņa noņemšana,” Heims paskaidroja BBC. Grafīta pārslas atdalās no lentes. Pēc tam lenti salocīt uz pusēm un pielīmēt pie augšējās loksnes, pēc tam tās atkal atdalīt. Pēc tam šo procesu atkārtot 10 vai 20 reizes.
“Katru reizi pārslas sadalās arvien plānākās un plānākās pārslās. Galu galā uz lentes paliek ļoti plānas pārslas. Jūs izšķīdināt lenti, un viss izšķīst.”
Pārsteidzoši, lentes metode paveica brīnumus. Šis interesantais eksperiments noveda pie viena slāņa grafēna pārslu atklāšanas.
2010. gadā Heims un Novoselovs saņēma Nobela prēmiju fizikā par grafēna atklāšanu — materiālu, kas sastāv no oglekļa atomiem, kas sakārtoti sešstūra režģī, līdzīgi kā vistas stiepļu siets.
Viens no galvenajiem iemesliem, kāpēc grafēns ir tik apbrīnojams, ir tā struktūra. Viens neskarta grafēna slānis izskatās kā oglekļa atomu slānis, kas sakārtots sešstūra režģa struktūrā. Šī atomu mēroga šūnveida struktūra piešķir grafēnam tā iespaidīgo izturību.
Grafēns ir arī elektrības superzvaigzne. Istabas temperatūrā tas vada elektrību labāk nekā jebkurš cits materiāls.
Atceraties tos oglekļa atomus, par kuriem mēs runājām? Nu, katram no tiem ir papildu elektrons, ko sauc par pī elektronu. Šis elektrons brīvi pārvietojas, ļaujot tam veikt vadītspēju caur vairākiem grafēna slāņiem ar nelielu pretestību.
Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta (MIT) nesen veiktais grafēna pētījums ir atklājis kaut ko gandrīz maģisku: nedaudz (tikai 1,1 grādu) pagriežot divus grafēna slāņus no novietojuma, grafēns kļūst par supravadītāju.
Tas nozīmē, ka tā var vadīt elektrību bez pretestības vai siltuma, paverot aizraujošas iespējas nākotnes supravadītspējai istabas temperatūrā.
Viens no gaidītākajiem grafēna pielietojumiem ir akumulatori. Pateicoties tā augstākajai vadītspējai, mēs varam ražot grafēna akumulatorus, kas uzlādējas ātrāk un kalpo ilgāk nekā mūsdienu litija jonu akumulatori.
Daži lieli uzņēmumi, piemēram, Samsung un Huawei, jau ir izvēlējušies šo ceļu, cenšoties ieviest šos sasniegumus mūsu ikdienas ierīcēs.
“Mēs sagaidām, ka līdz 2024. gadam tirgū būs pieejams plašs grafēna produktu klāsts,” sacīja Andrea Ferrari, Kembridžas Grafēna centra direktore un pētniece Grafēna pamatiniciatīvā, ko vada Eiropas Grafēns. Uzņēmums iegulda 1 miljardu eiro kopīgos projektos. Alianse paātrina grafēna tehnoloģijas attīstību.
Flagship pētniecības partneri jau rada grafēna baterijas, kas nodrošina par 20 % lielāku ietilpību un par 15 % vairāk enerģijas nekā mūsdienu labākās augstas enerģijas baterijas. Citas komandas ir izveidojušas uz grafēna bāzes veidotas saules baterijas, kas ir par 20 % efektīvākas saules gaismas pārveidošanā elektrībā.
Lai gan ir daži agrīni produkti, kas ir izmantojuši grafēna potenciālu, piemēram, Head sporta aprīkojums, labākais vēl tikai priekšā. Kā atzīmēja Ferrari: "Mēs runājam par grafēnu, bet patiesībā mēs runājam par lielu skaitu iespēju, kas tiek pētītas. Lietas virzās pareizajā virzienā."
Šis raksts ir atjaunināts, izmantojot mākslīgā intelekta tehnoloģiju, pārbaudīts atbilstoši faktiem, un to ir rediģējuši HowStuffWorks redaktori.
Sporta aprīkojuma ražotājs Head ir izmantojis šo apbrīnojamo materiālu. Viņu Graphene XT tenisa rakete apgalvo, ka ir par 20% vieglāka, pie tāda paša svara. Šī ir patiesi revolucionāra tehnoloģija!
`;t.byline_authors_html&&(e+=`Izveidots: ${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
Publicēšanas laiks: 2023. gada 21. novembris