Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, banyak perhatian telah diberikan kepada grafena superbahan. Tetapi apakah itu grafena? Bayangkan bahan yang 200 kali lebih kuat daripada keluli, tetapi 1000 kali lebih ringan daripada kertas.
Pada tahun 2004, dua saintis dari Universiti Manchester, Andrei Geim dan Konstantin Novoselov, "bermain" dengan grafit. Ya, perkara yang sama yang anda temui di hujung pensel. Mereka ingin tahu tentang bahan tersebut dan ingin tahu sama ada ia boleh ditanggalkan dalam satu lapisan. Jadi mereka menemui alat yang luar biasa: pita saluran.
“Anda meletakkan [pita] di atas grafit atau mika dan kemudian kupas lapisan atasnya,” jelas Heim kepada BBC. Serpihan grafit akan terbang keluar dari pita. Kemudian lipat pita itu menjadi dua dan gamkannya pada helaian atas, kemudian asingkannya sekali lagi. Kemudian anda ulangi proses ini sebanyak 10 atau 20 kali.
"Setiap kali kepingan-kepingan itu terurai menjadi kepingan-kepingan yang semakin nipis. Akhirnya, kepingan-kepingan yang sangat nipis kekal di atas tali pinggang. Anda melarutkan pita itu dan semuanya akan larut."
Anehnya, kaedah pita itu berkesan. Eksperimen yang menarik ini membawa kepada penemuan kepingan grafena lapisan tunggal.
Pada tahun 2010, Heim dan Novoselov menerima Hadiah Nobel dalam Fizik atas penemuan mereka terhadap grafena, sejenis bahan yang terdiri daripada atom karbon yang disusun dalam kekisi heksagon, serupa dengan dawai ayam.
Salah satu sebab utama grafen begitu menakjubkan adalah strukturnya. Satu lapisan grafen asli muncul sebagai lapisan atom karbon yang tersusun dalam struktur kekisi heksagon. Struktur sarang lebah berskala atom ini memberikan grafen kekuatan yang mengagumkan.
Grafena juga merupakan bintang elektrik. Pada suhu bilik, ia mengalirkan elektrik dengan lebih baik daripada bahan lain.
Ingat atom karbon yang telah kita bincangkan? Setiap atom mempunyai elektron tambahan yang dipanggil elektron pi. Elektron ini bergerak bebas, membolehkannya mengalirkan konduksi melalui pelbagai lapisan grafena dengan sedikit rintangan.
Kajian terbaru mengenai grafena di Institut Teknologi Massachusetts (MIT) telah menemui sesuatu yang hampir ajaib: apabila anda memutarkan dua lapisan grafena sedikit (hanya 1.1 darjah) keluar dari penjajaran, grafena menjadi superkonduktor.
Ini bermakna ia boleh mengalirkan elektrik tanpa rintangan atau haba, membuka kemungkinan menarik untuk superkonduktiviti masa depan pada suhu bilik.
Salah satu aplikasi grafena yang paling dinanti-nantikan adalah dalam bateri. Disebabkan kekonduksiannya yang unggul, kita boleh menghasilkan bateri grafena yang dicas lebih cepat dan tahan lebih lama daripada bateri litium-ion moden.
Beberapa syarikat besar seperti Samsung dan Huawei telah mengambil jalan ini, bertujuan untuk memperkenalkan kemajuan ini ke dalam gajet harian kita.
“Menjelang 2024, kami menjangkakan pelbagai produk grafena akan berada di pasaran,” kata Andrea Ferrari, pengarah Pusat Graphene Cambridge dan penyelidik di Graphene Flagship, satu inisiatif yang dikendalikan oleh European Graphene. Syarikat itu melabur 1 bilion euro dalam projek bersama. Perikatan itu mempercepatkan pembangunan teknologi grafena.
Rakan penyelidikan utama telah pun mencipta bateri grafena yang menyediakan kapasiti 20% lebih tinggi dan tenaga 15% lebih tinggi berbanding bateri bertenaga tinggi terbaik masa kini. Pasukan lain telah mencipta sel solar berasaskan grafena yang 20 peratus lebih cekap dalam menukarkan cahaya matahari kepada elektrik.
Walaupun terdapat beberapa produk awal yang telah memanfaatkan potensi grafena, seperti peralatan sukan Head, yang terbaik masih belum datang. Seperti yang dinyatakan oleh Ferrari: “Kita bercakap tentang grafena, tetapi pada hakikatnya kita bercakap tentang sebilangan besar pilihan yang sedang dikaji. Keadaan sedang bergerak ke arah yang betul.”
Artikel ini telah dikemas kini menggunakan teknologi kecerdasan buatan, disemak fakta dan disunting oleh editor HowStuffWorks.
Pengilang peralatan sukan, Head, telah menggunakan bahan yang menakjubkan ini. Raket tenis Graphene XT mereka mendakwa ia 20% lebih ringan pada berat yang sama. Ini benar-benar teknologi revolusioner!
`;t.byline_authors_html&&(e+=`Penggunaan：${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+”_”); kembali e+=`\n\t\t\t
Masa siaran: 21 Nov-2023