W ostatnich latach wiele uwagi poświęcono supermateriałowi grafenowi. Ale czym jest grafen? Wyobraź sobie substancję, która jest 200 razy mocniejsza od stali, ale 1000 razy lżejsza od papieru.
W 2004 roku dwaj naukowcy z University of Manchester, Andrei Geim i Konstantin Novoselov, „bawili się” grafitem. Tak, tym samym, który można znaleźć na czubku ołówka. Byli ciekawi tego materiału i chcieli wiedzieć, czy można go usunąć w jednej warstwie. Znaleźli więc niezwykłe narzędzie: taśmę klejącą.
„Nakładasz [taśmę] na grafit lub mikę, a następnie odklejasz górną warstwę” – wyjaśnił Heim w BBC. Płatki grafitu odlatują z taśmy. Następnie składasz taśmę na pół i przyklejasz ją do górnej warstwy, a następnie rozdzielasz je ponownie. Następnie powtarzasz ten proces 10 lub 20 razy.
„Za każdym razem płatki rozpadają się na coraz cieńsze płatki. Na końcu na taśmie pozostają bardzo cienkie płatki. Rozpuszczasz taśmę i wszystko się rozpuszcza.”
Ku zaskoczeniu wszystkich metoda taśmy zdziałała cuda. Ten interesujący eksperyment doprowadził do odkrycia płatków grafenu jednowarstwowego.
W 2010 roku Heim i Novoselov otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za odkrycie grafenu, materiału składającego się z atomów węgla ułożonych w sześciokątną sieć przypominającą siatkę drucianą.
Jednym z głównych powodów, dla których grafen jest tak niesamowity, jest jego struktura. Pojedyncza warstwa nieskazitelnego grafenu pojawia się jako warstwa atomów węgla ułożonych w heksagonalnej strukturze sieciowej. Ta struktura plastra miodu na skalę atomową nadaje grafenowi imponującą wytrzymałość.
Grafen jest również elektryczną supergwiazdą. W temperaturze pokojowej przewodzi prąd lepiej niż jakikolwiek inny materiał.
Pamiętasz te atomy węgla, o których mówiliśmy? Cóż, każdy z nich ma dodatkowy elektron zwany elektronem pi. Ten elektron porusza się swobodnie, co pozwala mu przewodzić przez wiele warstw grafenu z niewielkim oporem.
Najnowsze badania nad grafenem przeprowadzone na Massachusetts Institute of Technology (MIT) doprowadziły do odkrycia czegoś niemal magicznego: gdy lekko (zaledwie o 1,1 stopnia) obrócisz dwie warstwy grafenu względem ich prawidłowego położenia, grafen staje się nadprzewodnikiem.
Oznacza to, że może przewodzić prąd elektryczny bez oporu i wytwarzania ciepła, co otwiera fascynujące możliwości przyszłego nadprzewodnictwa w temperaturze pokojowej.
Jednym z najbardziej oczekiwanych zastosowań grafenu są baterie. Dzięki jego doskonałej przewodności możemy produkować baterie grafenowe, które ładują się szybciej i działają dłużej niż nowoczesne baterie litowo-jonowe.
Niektóre duże firmy, takie jak Samsung i Huawei, poszły już tą drogą, mając na celu wprowadzenie tych udoskonaleń do gadżetów, których używamy na co dzień.
„Do 2024 r. spodziewamy się, że na rynku pojawi się szereg produktów grafenowych” — powiedział Andrea Ferrari, dyrektor Cambridge Graphene Center i badacz w Graphene Flagship, inicjatywie prowadzonej przez European Graphene. Firma inwestuje 1 miliard euro we wspólne projekty. projekty. Sojusz przyspiesza rozwój technologii grafenu.
Partnerzy badawczy Flagship już tworzą baterie grafenowe, które zapewniają o 20% większą pojemność i 15% więcej energii niż najlepsze dzisiejsze baterie wysokoenergetyczne. Inne zespoły stworzyły ogniwa słoneczne na bazie grafenu, które są o 20 procent bardziej wydajne w przekształcaniu światła słonecznego w energię elektryczną.
Chociaż istnieją pewne wczesne produkty, które wykorzystały potencjał grafenu, takie jak sprzęt sportowy Head, najlepsze dopiero nadejdzie. Jak zauważył Ferrari: „Mówimy o grafenie, ale w rzeczywistości mówimy o wielu badanych opcjach. Sprawy zmierzają we właściwym kierunku”.
Niniejszy artykuł został zaktualizowany przy użyciu technologii sztucznej inteligencji, sprawdzony pod kątem faktów i zredagowany przez redaktorów HowStuffWorks.
Producent sprzętu sportowego Head użył tego niesamowitego materiału. Ich rakieta tenisowa Graphene XT jest rzekomo o 20% lżejsza przy tej samej wadze. To naprawdę rewolucyjna technologia!
`;t.byline_authors_html&&(e+=`Nazwa użytkownika: ${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
Czas publikacji: 21-11-2023