Turinys
Gedimas slypi dėl jo nepaprastų ir precedento neturinčių savybių: jis yra neįtikėtinai atsparus (200 kartų stipresnis už plieną), lankstus, lengvas ir skaidrus, taip pat yra puikus šilumos ir elektros laidininkas ir gali perduoti duomenis 10 kartų greičiau nei optinis pluošto.Jos plėtrą apdovanojo mokslo bendruomenė, 2010 m. Apdovanodama prestižinę Nobelio fizikos premiją dviem mokslininkams, [color = rgb (11,0128)] Andréy Gueim [/ color] [color = rgb (37, 37.37)] ir [/ spalva] [spalva = rgb (11,0128)] Konstantín Novosiólov [/ spalva]; Nors ši medžiaga žinoma daugiau nei 5 dešimtmečius, ši medžiaga buvo susintetinta 2004 metais šių dviejų rusų kilmės mokslininkų rankose.
Jei niekada negirdėjote apie šią medžiagą, tikrai matėte lanksčių mobiliųjų telefonų vaizdus, suvyniotus ant riešo, ar kompiuterių ekranus, kurie praleidžia šviesą ir kurių storis beveik nepastebimas žmogaus akims. Būtent tai grafenas galėtų atnešti į technologiją - revoliuciją, kurios neįmanoma kiekybiškai įvertinti. Neišvengiama galvoti apie tokius futuristinius filmus kaip „Minority Report“.
Kas yra grafenas ir kokia jo kilmė?Grafenas gaunamas iš anglies ir susideda iš šešiakampės struktūros atomų. Panašus į grafitą, turintis tik vieną atomą, grafenas kietumu lenkia deimantą ir turi netinkamas lenkimo galimybes tokios stiprumo medžiagai.
Iš kur gaunamas grafenas?Šiuo metu yra keletas grafeno sintezės metodų. Paimti mažus mėginius atrodo paprasta, o labiausiai paplitęs metodas yra jo ekstrahavimas naudojant paprastą lipnią juostelę kaip įrankį, išgaunant plonus grafito sluoksnius, kol gaunamas grafenas - vienos molekulės storio sluoksnis.
Pramonėje grafenas gaunamas taikant įvairius procesus:
- Naudojant CVD reaktorių, jis virsta metano dujomis, paverčiant jas dujomis į grafeno lakštus.
- Naudojant ultragarsinį valiklį. Grafitas oksiduojamas, kad gautų grafito oksidą - miltelius, suspenduotus vandenyje ir kurie dėl ultragarsinių valiklių atskiria skirtingus grafeno lakštus.
Grafeno problema slypi didelėse jo didelio masto gamybos sąnaudose. Įvairių procesų metu grafeno grynumas eina priešinga gamybos apimčiai: kuo daugiau to paties proceso metu gaunama grafeno, tuo daugiau priemaišų atsiranda.Grafenas yra pagamintas iš anglies, gausios medžiagos. Neįtikėtina, kad šią medžiagą galima gauti iš paprasto rašiklio. Taip paprasta ir sudėtinga tuo pačiu metu. Paieškos ir išvados sintezės klausimais ir jos procesų galimybės gauti didelius kiekius už priimtiną kainą parodys šios nuostabios medžiagos sėkmę ir kasdienį naudojimą, o tai atneštų mums pažangą įvairiose srityse. moksliniai tyrimai ir pramonė.
Žiūrėkite žemiau galimus grafeno naudojimo būdus:
- Lankstūs ir daug atsparesni smūgiams mobilieji telefonai
- Didesnis interneto greitis. Dėl puikių energijos ir informacijos laidininkų savybių.
- Baterijos su grafeno elektrodais, skirtomis telefono baterijoms, kurios tarnauja 10 kartų ilgiau nei ličio baterijos ir kurios įkraunamos stulbinančiu greičiu. Didesnė apkrova, mažesnis svoris.
- Saulės plokštės, pagamintos iš grafeno lakštų. Būdami puikūs vairuotojai, jie daug efektyviau naudoja gautą energiją (x3).
- Naudojamas tekstilės elementams ir kitoms medžiagoms, kurias reikia apsaugoti, pvz., Neperšaunamoms liemenėms.
- Grafeno kabeliai pakeičia įprastus pluošto kabelius.
Nepaisant šios savybės, šios revoliucinės medžiagos svarba numatomai turės labai teigiamą poveikį kai kurių šalių ekonomikai; Taigi Europos Sąjunga ketina vadovauti grafeno tyrimams, plėtrai ir taikymui. 2013 m. Investicijos į mokslinius tyrimus ir technologijų plėtrą buvo atliktos viešojo intereso labui, o tai viršija 1 mlrd. Eurų.
Šiandien yra daug patentų, paplitusių visame pasaulyje. Daugiausia patentų turinčių šalių sąraše pirmauja Kinija ir JAV.
SantraukaYra daug bendrovių, kurios buvo sukurtos nuo jų atradimo. Nuo įmonių, vykdančių anglies gavybą, laboratorijų įmonių, kurios tiria šią medžiagą ir atveria naujas tyrimų sritis, iki bendrovių, atsakingų už komercializavimą. Yra daug galimų programų, kurios yra intuityvios ir išvestos iš jo savybių, daugelis pramonės šakų, kurios parodė susidomėjimą, tačiau mažai realių programų, kurias matėme rinkoje.
Pastaraisiais mėnesiais matėme naujienų apie lemputes, kurios, palyginti su dabartinėmis, sutaupytų energijos ir prailgintų jų tarnavimo laiką. Jie dar nėra komercializuoti, tačiau panašu, kad netrukus „jie išvys šviesą“. Niekada geriau nepasakyta.
Trumpai tariant, yra daug statymų dėl šios medžiagos ir visame pasaulyje. Sunku patikėti, kad didelės investicijos ir ilgametis atsidavimas nesukuria ekonomiškai perspektyvių gamybos procesų. Jo masinė gamyba gali atnešti pasauliui revoliucinį ir stebėtiną poveikį, pakeisdama tokias medžiagas kaip silicis arba nesiimdama jokių veiksmų, plastiko.
Grafenas ar mokslinė fantastika? Ateitis arčiau.
