Pēdējos gados supermateriālu grafēnam ir pievērsta liela uzmanība. Bet kas ir grafēns? Iedomājieties vielu, kas ir 200 reizes spēcīgāka par tēraudu, bet 1000 reizes vieglāka nekā papīrs.
2004. gadā divi Mančestras universitātes, Andreja Geima un Konstantīna Novoselovas zinātnieki “spēlēja” ar grafītu. Jā, tas pats, ko atrodat zīmuļa galā. Viņiem bija interese par materiālu un vēlējās zināt, vai to var noņemt vienā slānī. Tātad viņi atrada neparastu rīku: kanāla lenti.
"Jūs noliecat [lenti] virs grafīta vai vizlas un pēc tam noregāt augšējo slāni," Heims paskaidroja BBC. Grafīta pārslas lido no lentes. Pēc tam salieciet lenti uz pusēm un pielīmējiet to augšējā lapā, pēc tam atkal atdaliet. Tad jūs atkārtojat šo procesu 10 vai 20 reizes.
"Katru reizi, kad pārslas sadalās plānākajās un plānākajās pārslās. Galu galā uz jostas paliek ļoti plānas pārslas. Jūs izšķīdināt lenti un viss izšķīst."
Pārsteidzoši, ka lentes metode radīja brīnumus. Šis interesants 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 izvietoti sešstūra režģī, līdzīgi kā vistas stieple.
Viens no galvenajiem iemesliem, kāpēc grafēns ir tik pārsteidzošs, ir tā struktūra. Viens senatnīga grafēna slānis parādās kā oglekļa atomu slānis, kas izvietots sešstūra režģa struktūrā. Šī atomu mēroga šūnveida struktūra piešķir grafēnam tā iespaidīgo izturību.
Grafēns ir arī elektriskā superzvaigzne. Istabas temperatūrā tas nodrošina elektrību labāk nekā jebkurš cits materiāls.
Vai atceraties tos oglekļa atomus, kurus mēs apspriedām? Nu, viņiem katram ir papildu elektrons, ko sauc par PI elektronu. Šis elektrons pārvietojas brīvi, ļaujot tai veikt vadīšanu caur vairākiem grafēna slāņiem ar nelielu pretestību.
Jaunākie grafēna pētījumi Masačūsetsas Tehnoloģiju institūtā (MIT) ir atklājis kaut ko gandrīz maģisku: kad jūs nedaudz (tikai 1,1 grādi) no izlīdzināšanas pagrieziet divus grafēna slāņus, grafēns kļūst par supravadītāju.
Tas nozīmē, ka tā var vadīt elektrību bez pretestības vai karstuma, paverot aizraujošas iespējas nākotnes supravadītībai istabas temperatūrā.
Viens no gaidītākajiem grafēna pielietojumiem ir baterijās. Pateicoties augstākajai vadītspējai, mēs varam ražot grafēna baterijas, kas lādējas ātrāk un ilgāk nekā mūsdienu litija jonu baterijas.
Daži lieli uzņēmumi, piemēram, Samsung un Huawei, jau ir izvēlējušies šo ceļu, lai mūsu ikdienas sīkrīkos ieviestu šos sasniegumus.
"Līdz 2024. gadam mēs sagaidām, ka tirgū būs virkne grafēna produktu," sacīja Andrea Ferrari, Kembridžas grafēna centra direktors un grafēna flagmana pētnieks, iniciatīva, kuru vada Eiropas grafēns. Uzņēmums kopīgos projektos iegulda 1 miljardu eiro. projekti. Alianse paātrina grafēna tehnoloģijas attīstību.
Flagstu pētniecības partneri jau veido grafēna baterijas, kas nodrošina par 20% vairāk jaudas un par 15% vairāk enerģijas nekā šodienas labākās baterijas ar augstas enerģijas patēriņu. Citas komandas ir izveidojušas uz grafēnu balstītas saules baterijas, kas ir par 20 procentiem efektīvākas, lai saules gaismu pārveidotu par elektrību.
Lai gan ir daži agrīnie produkti, kas izmantojuši grafēna potenciālu, piemēram, galvas sporta aprīkojumu, labākais vēl ir gaidāms. Kā atzīmēja Ferrari: "Mēs runājam par grafēnu, bet patiesībā mēs runājam par daudzām izpētītajām iespējām. Lietas virzās pareizajā virzienā."
Šis raksts ir atjaunināts, izmantojot mākslīgā intelekta tehnoloģiju, pārbaudot faktu un rediģējis HowstuffWorks redaktori.
Sporta aprīkojuma ražotājs Head ir izmantojis šo apbrīnojamo materiālu. Viņu grafēna XT tenisa rakete apgalvo, ka tā ir par 20% vieglāka ar tādu pašu svaru. Šī ir patiesi revolucionāra tehnoloģija!
`; t.byline_authors_html && (e+=` ： ： $ {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+'_'); atgriezties e+= `\ n \ t \ t \ t \ t
Pasta laiks: 21.-2023. Novembris