Çfarë është grafeni? Një material magjik i jashtëzakonshëm

Vitet e fundit, i është kushtuar shumë vëmendje grafenit supermaterial. Por çfarë është grafeni? Epo, imagjinoni një substancë që është 200 herë më e fortë se çeliku, por 1000 herë më e lehtë se letra.
Në vitin 2004, dy shkencëtarë nga Universiteti i Mançesterit, Andrei Geim dhe Konstantin Novoselov, “luajtën” me grafit. Po, e njëjta gjë që gjen në majë të lapsit. Ata ishin kuriozë për materialin dhe donin të dinin nëse mund të hiqej me një shtresë. Kështu që gjetën një mjet të pazakontë: shirit ngjitës.
“E vendosni [shiritin] mbi grafit ose mikë dhe pastaj e hiqni shtresën e sipërme”, shpjegoi Heim për BBC-në. Copëzat e grafitit fluturojnë nga shiriti. Pastaj e palosni shiritin përgjysmë dhe e ngjitni në fletën e sipërme, pastaj i ndani përsëri. Pastaj e përsëritni këtë proces 10 ose 20 herë.
"Çdo herë, thekonat shpërbëhen në thekon gjithnjë e më të holla. Në fund, thekon shumë të holla mbeten në rrip. Tretni shiritin dhe gjithçka tretet."
Çuditërisht, metoda me shirit ngjitës bëri mrekulli. Ky eksperiment interesant çoi në zbulimin e thërrmijave të grafenit me një shtresë të vetme.
Në vitin 2010, Heim dhe Novoselov morën Çmimin Nobel në Fizikë për zbulimin e tyre të grafenit, një material i përbërë nga atome karboni të rregulluara në një rrjetë gjashtëkëndore, të ngjashme me telin e pulës.
Një nga arsyet kryesore pse grafeni është kaq i mahnitshëm është struktura e tij. Një shtresë e vetme e grafenit të pastër shfaqet si një shtresë e atomeve të karbonit të rregulluara në një strukturë rrjete gjashtëkëndore. Kjo strukturë në formë hualli mjalti në shkallë atomike i jep grafenit forcën e saj mbresëlënëse.
Grafeni është gjithashtu një superyll elektrik. Në temperaturë ambienti, ai e përçon elektricitetin më mirë se çdo material tjetër.
A i mbani mend ato atome karboni që diskutuam? Epo, secili prej tyre ka një elektron shtesë të quajtur elektron pi. Ky elektron lëviz lirisht, duke i lejuar atij të kryejë përçueshmëri përmes shtresave të shumëfishta të grafenit me pak rezistencë.
Hulumtimet e fundit mbi grafenin në Institutin e Teknologjisë në Masaçusets (MIT) kanë zbuluar diçka pothuajse magjike: kur rrotulloni pak (vetëm 1.1 gradë) dy shtresa grafeni jashtë shtrirjes, grafeni bëhet një superpërçues.
Kjo do të thotë se mund të përçojë energji elektrike pa rezistencë ose nxehtësi, duke hapur mundësi emocionuese për superpërçueshmëri në të ardhmen në temperaturën e dhomës.
Një nga zbatimet më të pritura të grafenit është në bateri. Falë përçueshmërisë së tij superiore, ne mund të prodhojmë bateri grafeni që karikohen më shpejt dhe zgjasin më shumë se bateritë moderne litium-jon.
Disa kompani të mëdha si Samsung dhe Huawei e kanë ndjekur tashmë këtë rrugë, duke synuar t'i fusin këto përparime në pajisjet tona të përditshme.
“Deri në vitin 2024, ne presim që një gamë produktesh grafeni të jenë në treg”, tha Andrea Ferrari, drejtoreshë e Qendrës së Grafenit në Kembrixh dhe studiuese në Graphene Flagship, një iniciativë e drejtuar nga European Graphene. Kompania po investon 1 miliard euro në projekte të përbashkëta. Aleanca përshpejton zhvillimin e teknologjisë së grafenit.
Partnerët kërkimorë të Flagship tashmë po krijojnë bateri grafeni që ofrojnë 20% më shumë kapacitet dhe 15% më shumë energji sesa bateritë më të mira me energji të lartë të sotme. Ekipet e tjera kanë krijuar qeliza diellore me bazë grafeni që janë 20% më efikase në shndërrimin e dritës së diellit në energji elektrike.
Ndërsa ka disa produkte të hershme që kanë shfrytëzuar potencialin e grafenit, siç janë pajisjet sportive Head, më e mira ende nuk ka ardhur. Siç vuri në dukje Ferrari: “Ne flasim për grafenin, por në realitet po flasim për një numër të madh opsionesh që po studiohen. Gjërat po lëvizin në drejtimin e duhur.”
Ky artikull është përditësuar duke përdorur teknologjinë e inteligjencës artificiale, është verifikuar faktet dhe është redaktuar nga redaktorët e HowStuffWorks.
Prodhuesi i pajisjeve sportive Head ka përdorur këtë material të mrekullueshëm. Raketa e tyre e tenisit Graphene XT pretendon se është 20% më e lehtë me të njëjtën peshë. Kjo është teknologji vërtet revolucionare!
`;t.byline_authors_html&&(e+=`Përdoruesi: ${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


Koha e postimit: 21 nëntor 2023