กราฟีนคืออะไร? วัสดุวิเศษที่เหลือเชื่อ

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีการจ่ายความสนใจอย่างมากให้กับกราฟีนวัสดุ แต่กราฟีนคืออะไร? ลองนึกภาพสารที่แข็งแรงกว่าเหล็ก 200 เท่า แต่เบากว่ากระดาษ 1,000 เท่า
ในปี 2004 นักวิทยาศาสตร์สองคนจากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ Andrei Geim และ Konstantin Novoselov“ เล่น” กับกราไฟท์ ใช่สิ่งเดียวกับที่คุณพบที่ปลายดินสอ พวกเขาอยากรู้อยากเห็นเกี่ยวกับวัสดุและต้องการทราบว่าสามารถลบออกได้ในชั้นเดียวหรือไม่ ดังนั้นพวกเขาจึงพบเครื่องมือที่ผิดปกติ: เทปพันท่อ
“ คุณวาง [เทป] เหนือกราไฟท์หรือไมกาแล้วลอกออกชั้นบนสุด” เฮมอธิบายกับบีบีซี สะเก็ดกราไฟท์บินออกจากเทป จากนั้นพับเทปครึ่งแล้วกาวลงในแผ่นด้านบนแล้วแยกออกอีกครั้ง จากนั้นคุณทำซ้ำกระบวนการนี้ 10 หรือ 20 ครั้ง
“ ทุกครั้งที่สะเก็ดแตกสลายเป็นสะเก็ดที่บางและทินเนอร์ในที่สุดสะเก็ดบาง ๆ ก็ยังคงอยู่บนเข็มขัดคุณละลายเทปและทุกอย่างละลาย”
น่าแปลกที่วิธีเทปทำงานได้อย่างมหัศจรรย์ การทดลองที่น่าสนใจนี้นำไปสู่การค้นพบเกล็ดกราฟีนเลเยอร์เดี่ยว
ในปี 2010 Heim และ Novoselov ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์สำหรับการค้นพบกราฟีนซึ่งเป็นวัสดุที่ประกอบด้วยอะตอมคาร์บอนที่จัดเรียงในโครงตาข่ายหกเหลี่ยมคล้ายกับลวดไก่
หนึ่งในเหตุผลหลักที่กราฟีนนั้นน่าทึ่งมากคือโครงสร้างของมัน กราฟีนอันบริสุทธิ์ชั้นเดียวจะปรากฏเป็นชั้นของอะตอมคาร์บอนที่จัดเรียงในโครงสร้างตาข่ายหกเหลี่ยม โครงสร้างรังผึ้งอะตอมขนาดนี้ทำให้กราฟีนมีความแข็งแรงที่น่าประทับใจ
กราฟีนยังเป็นซุปเปอร์สตาร์ไฟฟ้า ที่อุณหภูมิห้องมันจะดำเนินการไฟฟ้าได้ดีกว่าวัสดุอื่น ๆ
จำอะตอมคาร์บอนเหล่านั้นที่เราพูดถึงได้หรือไม่? พวกเขาแต่ละคนมีอิเล็กตรอนพิเศษที่เรียกว่าอิเล็กตรอน PI อิเล็กตรอนนี้เคลื่อนที่ได้อย่างอิสระช่วยให้นำไฟฟ้าผ่านกราฟีนหลายชั้นที่มีความต้านทานเพียงเล็กน้อย
การวิจัยล่าสุดเกี่ยวกับกราฟีนที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ได้ค้นพบบางสิ่งบางอย่างที่วิเศษมาก: เมื่อคุณเล็กน้อย (เพียง 1.1 องศา) หมุนกราฟีนสองชั้นออกจากการจัดแนวกราฟีนกลายเป็นตัวนำยิ่งยวด
ซึ่งหมายความว่ามันสามารถดำเนินการไฟฟ้าโดยไม่ต้องต้านทานหรือความร้อนเปิดโอกาสที่น่าตื่นเต้นสำหรับตัวนำยิ่งยวดในอนาคตที่อุณหภูมิห้อง
หนึ่งในแอพพลิเคชั่นที่คาดการณ์ไว้มากที่สุดของกราฟีนคือแบตเตอรี่ ด้วยค่าการนำไฟฟ้าที่เหนือกว่าเราสามารถผลิตแบตเตอรี่กราฟีนที่ชาร์จได้เร็วขึ้นและยาวนานกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ทันสมัย
บริษัท ขนาดใหญ่บางแห่งเช่น Samsung และ Huawei ได้ใช้เส้นทางนี้ไปแล้วโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อแนะนำความก้าวหน้าเหล่านี้ในอุปกรณ์ประจำวันของเรา
“ ภายในปี 2567 เราคาดว่าผลิตภัณฑ์กราฟีนจะอยู่ในตลาด” Andrea Ferrari ผู้อำนวยการศูนย์เคมบริดจ์กราฟีนและนักวิจัยของ Graphene Flagship ซึ่งเป็นโครงการริเริ่มที่ดำเนินการโดย European Graphene บริษัท ลงทุน 1 พันล้านยูโรในโครงการร่วม โครงการ. พันธมิตรเร่งการพัฒนาเทคโนโลยีกราฟีน
พันธมิตรการวิจัยของเรือธงกำลังสร้างแบตเตอรี่กราฟีนที่ให้กำลังการผลิตเพิ่มขึ้น 20% และพลังงานมากกว่าแบตเตอรี่พลังงานสูงที่ดีที่สุดในปัจจุบัน 15% ทีมอื่น ๆ ได้สร้างเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้กราฟีนซึ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้น 20 % ในการแปลงแสงแดดเป็นไฟฟ้า
ในขณะที่มีผลิตภัณฑ์ก่อนหน้านี้ที่ควบคุมศักยภาพของกราฟีนเช่นอุปกรณ์กีฬาหัวสิ่งที่ดีที่สุดยังมาไม่ถึง ดังที่เฟอร์รารีตั้งข้อสังเกต:“ เราพูดถึงกราฟีน แต่ในความเป็นจริงเรากำลังพูดถึงตัวเลือกจำนวนมากที่กำลังศึกษาอยู่สิ่งต่าง ๆ กำลังเคลื่อนไปในทิศทางที่ถูกต้อง”
บทความนี้ได้รับการปรับปรุงโดยใช้เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ตรวจสอบข้อเท็จจริงและแก้ไขโดย Editors Howstuffworks
หัวหน้าผู้ผลิตอุปกรณ์กีฬาใช้วัสดุที่น่าทึ่งนี้ Graphene XT Tennis Racket ของพวกเขาอ้างว่ามีน้ำหนักเบากว่า 20% ด้วยน้ำหนักเท่ากัน นี่คือเทคโนโลยีการปฏิวัติอย่างแท้จริง!
`; 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+” _”); ส่งคืน e+= `\ n \ t \ t \ t \ t