Under de senaste åren har mycket uppmärksamhet ägnats åt den supermaterialgrafen. Men vad är grafen? Föreställ dig ett ämne som är 200 gånger starkare än stål, men 1000 gånger lättare än papper.
2004 spelade två forskare från University of Manchester, Andrei Geim och Konstantin Novoselov, "med grafit. Ja, samma sak som du hittar på spetsen på en penna. De var nyfikna på materialet och ville veta om det kunde tas bort i ett lager. Så de hittade ett ovanligt verktyg: kanalband.
"Du lägger [tejpen] över grafit eller glimmer och skalar sedan av det övre lagret," förklarade Heim till BBC. Grafitflingor flyger av bandet. Vik sedan bandet i hälften och lim det på topparket och separera dem sedan igen. Sedan upprepar du denna process 10 eller 20 gånger.
"Varje gång flingorna bryts ned i tunnare och tunnare flingor. I slutändan kvarstår mycket tunna flingor på bältet. Du löser upp bandet och allt upplöses."
Överraskande, bandmetoden gjorde underverk. Detta intressanta experiment ledde till upptäckten av enskikts grafenflingor.
2010 fick Heim och Novoselov Nobelpriset i fysik för deras upptäckt av grafen, ett material som består av kolatomer arrangerade i ett hexagonalt gitter, liknande kycklingtråd.
En av de främsta anledningarna till att grafen är så fantastisk är dess struktur. Ett enda lager av orörd grafen visas som ett lager av kolatomer arrangerade i en hexagonal gitterstruktur. Denna atomskala honungskakstruktur ger grafen sin imponerande styrka.
Grafen är också en elektrisk superstjärna. Vid rumstemperatur genomför den el bättre än något annat material.
Kommer du ihåg de kolatomer som vi diskuterade? De har var och en en extra elektron som kallas en PI -elektron. Denna elektron rör sig fritt, vilket gör att den kan leda ledning genom flera skikt av grafen med lite motstånd.
Ny forskning om grafen vid Massachusetts Institute of Technology (MIT) har upptäckt något nästan magiskt: när du något (bara 1,1 grader) roterar två lager grafen ur anpassning, blir grafen en superledare.
Detta innebär att den kan utföra elektricitet utan motstånd eller värme, öppna spännande möjligheter för framtida superledningsförmåga vid rumstemperatur.
En av de mest efterlängtade applikationerna av grafen är i batterier. Tack vare dess överlägsna konduktivitet kan vi producera grafenbatterier som laddas snabbare och håller längre än moderna litiumjonbatterier.
Vissa stora företag som Samsung och Huawei har redan tagit denna väg och syftar till att införa dessa framsteg i våra vardagliga prylar.
"År 2024 förväntar vi oss att en rad grafenprodukter ska vara på marknaden," sa Andrea Ferrari, chef för Cambridge Graphene Center och forskare vid Graphene -flaggskeppet, ett initiativ som drivs av European Graphene. Företaget investerar 1 miljard euro i gemensamma projekt. projekt. Alliansen påskyndar utvecklingen av grafenteknologi.
Flaggskepps forskningspartners skapar redan grafenbatterier som ger 20% mer kapacitet och 15% mer energi än dagens bästa högenergibatterier. Andra team har skapat grafenbaserade solceller som är 20 procent mer effektiva för att omvandla solljus till elektricitet.
Även om det finns några tidiga produkter som har utnyttjat potentialen för grafen, till exempel huvudsportutrustning, är det bästa ännu att komma. Som Ferrari noterade: "Vi pratar om grafen, men i verkligheten pratar vi om ett stort antal alternativ som studeras. Saker rör sig i rätt riktning."
Den här artikeln har uppdaterats med hjälp av artificiell intelligensteknik, faktakontrollerad och redigerad av HowStuffWorks-redaktörer.
Sportutrustningstillverkaren Chef har använt detta fantastiska material. Deras grafen XT -tennisracket påstår sig vara 20% lättare vid samma vikt. Detta är verkligen revolutionerande teknik!
`; t.byline_authors_html && (e+=` 作者 ： $ {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+” _ ”); returnera e+= `\ n \ t \ t \ t \ t
Inläggstid: november-21-2023