Kodėl grafenas yra svarbus?

Grafeno chemija

Grafenas susideda iš anglies atomų lakšto, išdėstytų šešiakampiais raštais. PASIEKA, Getty Images

Grafenas yra dvimatis korinis anglies atomų išdėstymas, sukeliantis revoliuciją technologijose. Jo atradimas buvo toks reikšmingas, kad pelnė Rusijos mokslininkams Andre Geimui ir Konstantinui Novoselovui 2010 m. Nobelio fizikos premiją. Štai keletas priežasčių, kodėl grafenas yra svarbus.

Tai dvimatė medžiaga.

Beveik kiekviena medžiaga, su kuria susiduriame, yra trimatė. Mes tik pradedame suprasti, kaip keičiasi medžiagos savybės, kai ji yra pagaminta į dvimatę masyvą. Grafeno savybės labai skiriasi nuo grafeno savybių grafitas , kuris yra atitinkamas trimatis anglies išdėstymas. Grafeno tyrimas padeda mums numatyti, kaip kitos medžiagos gali elgtis dvimatėje formoje.

Grafenas pasižymi geriausiu elektros laidumu iš bet kurios medžiagos.

Elektra labai greitai teka per paprastą korio lakštą. Dauguma laidininkų, su kuriais susiduriame, yra metalai , tačiau grafeno pagrindas yra anglis, nemetalas. Tai leidžia plėtoti elektros energijos srautą tokiomis sąlygomis, kai mes galbūt nenorime metalo. Kokios tai būtų sąlygos? Mes tik pradedame atsakyti į šį klausimą!

Grafenas gali būti naudojamas labai mažiems įrenginiams gaminti.

Grafenas praleidžia tiek daug elektros energijos tokioje mažoje erdvėje, kad jis gali būti naudojamas kuriant miniatiūrinius ypač greitus kompiuterius ir tranzistorius. Šiems įrenginiams palaikyti reikia labai mažai energijos. Grafenas taip pat yra lankstus, tvirtas ir skaidrus.

Atveria reliatyvistinės kvantinės mechanikos tyrimus.

Grafenas gali būti naudojamas kvantinės elektrodinamikos prognozėms patikrinti. Tai nauja tyrimų sritis, nes nebuvo lengva rasti medžiagą, kurioje būtų rodomos Dirako dalelės. Geriausia tai, kad grafenas nėra kokia nors egzotiška medžiaga. Tai kažkas, ką gali padaryti kiekvienas!

Grafeno faktai

• Žodis „grafenas“ reiškia vieno sluoksnio lakštą, sudarytą iš šešiakampių anglies atomų. Jei grafenas yra kitoje vietoje, jis paprastai nurodomas. Pavyzdžiui, dvisluoksnis grafenas ir daugiasluoksnis grafenas yra kitos medžiagos formos.
• Grafenas yra kaip deimantas ar grafitas alotropas anglies. Tiksliau, jis pagamintas iš sp^dusurišti anglies atomai, kurių molekulės jungties ilgis tarp atomų yra 0,142 nm.
• Trys naudingiausios grafeno savybės yra tai, kad jis yra ypač stiprus (100–300 kartų stipresnis už plieną), yra laidus (geriausias kambario temperatūros šilumos laidininkas, kurio elektros srovės tankis 6 eilėmis didesnis nei vario) ir tai lanksti.
• Grafenas yra ploniausia ir lengviausia žinoma medžiaga. 1 kvadratinio metro grafeno lakštas sveria tik 0,0077 gramo, tačiau gali atlaikyti iki keturių kilogramų svorį.
• Grafeno lapas yra natūraliai skaidrus.

Galimi grafeno panaudojimo būdai

Mokslininkai tik pradeda tyrinėti daugybę galimų grafeno panaudojimo būdų. Kai kurios kuriamos technologijos apima:

• Itin greitas įkrovimas baterijų.
• Radioaktyviųjų atliekų surinkimas kad būtų lengviau išvalyti.
• Greitesnė „flash“ atmintis.
• Tvirtesni ir geriau subalansuoti įrankiai ir sporto įranga, pvz teniso raketės .
• Itin ploni jutikliniai ekranai kuriuos galima klijuoti ant nedūžtančios medžiagos.
• Grafeno pagrindu sukurtas elektroninis popierius, kurį galima atnaujinti nauja informacija.
• Greiti ir efektyvūs biojutikliai 200 , norint išmatuoti gliukozės, cholesterolio kiekį kraujyje ir galbūt jūsų DNR
• Ausinės su fenomenalus dažnio atsakas .
• Superkondensatoriai dėl kurių baterijos iš esmės pasensta.
• Naujos vandeniui atsparios dangos.
• Lankstomos baterijos .
• Stipresni ir lengvesni orlaiviai bei šarvai.
• Padeda audinių regeneracijai.
• Sūrus vandens valymas į geriamąjį vandenį.
• Bioniniai įrenginiai, kurie gali tiesiogiai prisijungti prie jūsų kūno neuronų .