Τα τελευταία χρόνια, έχει δοθεί μεγάλη προσοχή στο υπερυλικό γραφένιο. Τι είναι όμως το γραφένιο; Λοιπόν, φανταστείτε μια ουσία που είναι 200 φορές ισχυρότερη από τον χάλυβα, αλλά 1000 φορές ελαφρύτερη από το χαρτί.
Το 2004, δύο επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ, ο Andrei Geim και ο Konstantin Novoselov, «έπαιξαν» με τον γραφίτη. Ναι, το ίδιο πράγμα που βρίσκεις στην άκρη ενός μολυβιού. Ήταν περίεργοι για το υλικό και ήθελαν να μάθουν αν θα μπορούσε να αφαιρεθεί σε ένα στρώμα. Βρήκαν λοιπόν ένα ασυνήθιστο εργαλείο: κολλητική ταινία.
«Αποθέτετε [την ταινία] πάνω από γραφίτη ή μαρμαρυγία και μετά ξεκολλάτε το επάνω στρώμα», εξήγησε ο Heim στο BBC. Οι νιφάδες γραφίτη πετούν από την ταινία. Στη συνέχεια, διπλώστε την ταινία στη μέση και κολλήστε την στο επάνω φύλλο και μετά χωρίστε τα ξανά. Στη συνέχεια επαναλάβετε αυτή τη διαδικασία 10 ή 20 φορές.
«Κάθε φορά οι νιφάδες διασπώνται σε όλο και πιο λεπτές νιφάδες. Στο τέλος μένουν πολύ λεπτές νιφάδες στη ζώνη. Διαλύεις την κασέτα και όλα διαλύονται».
Παραδόξως, η μέθοδος της ταινίας έκανε θαύματα. Αυτό το ενδιαφέρον πείραμα οδήγησε στην ανακάλυψη νιφάδων γραφενίου μονής στρώσης.
Το 2010, ο Heim και ο Novoselov έλαβαν το βραβείο Νόμπελ Φυσικής για την ανακάλυψη του γραφενίου, ενός υλικού που αποτελείται από άτομα άνθρακα διατεταγμένα σε ένα εξαγωνικό πλέγμα, παρόμοιο με το σύρμα κοτόπουλου.
Ένας από τους κύριους λόγους που το γραφένιο είναι τόσο εκπληκτικό είναι η δομή του. Ένα μόνο στρώμα παρθένου γραφενίου εμφανίζεται ως ένα στρώμα ατόμων άνθρακα διατεταγμένα σε μια εξαγωνική δομή πλέγματος. Αυτή η κυψελοειδής δομή ατομικής κλίμακας δίνει στο γραφένιο την εντυπωσιακή του αντοχή.
Το Graphene είναι επίσης ένας ηλεκτρικός σούπερ σταρ. Σε θερμοκρασία δωματίου, άγει τον ηλεκτρισμό καλύτερα από οποιοδήποτε άλλο υλικό.
Θυμάστε αυτά τα άτομα άνθρακα που συζητήσαμε; Λοιπόν, το καθένα έχει ένα επιπλέον ηλεκτρόνιο που ονομάζεται ηλεκτρόνιο pi. Αυτό το ηλεκτρόνιο κινείται ελεύθερα, επιτρέποντάς του να διεξάγει αγωγιμότητα μέσω πολλαπλών στρωμάτων γραφενίου με μικρή αντίσταση.
Πρόσφατη έρευνα στο γραφένιο στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (MIT) ανακάλυψε κάτι σχεδόν μαγικό: όταν περιστρέφετε ελαφρά (μόλις 1,1 μοίρες) δύο στρώματα γραφενίου εκτός ευθυγράμμισης, το γραφένιο γίνεται υπεραγωγός.
Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να μεταφέρει ηλεκτρισμό χωρίς αντίσταση ή θερμότητα, ανοίγοντας συναρπαστικές δυνατότητες για μελλοντική υπεραγωγιμότητα σε θερμοκρασία δωματίου.
Μία από τις πιο αναμενόμενες εφαρμογές του γραφενίου είναι στις μπαταρίες. Χάρη στην ανώτερη αγωγιμότητα του, μπορούμε να παράγουμε μπαταρίες γραφενίου που φορτίζονται πιο γρήγορα και διαρκούν περισσότερο από τις σύγχρονες μπαταρίες ιόντων λιθίου.
Ορισμένες μεγάλες εταιρείες όπως η Samsung και η Huawei έχουν ήδη ακολουθήσει αυτόν τον δρόμο, με στόχο να εισαγάγουν αυτές τις εξελίξεις στα καθημερινά μας gadget.
«Μέχρι το 2024, αναμένουμε μια σειρά προϊόντων γραφενίου να κυκλοφορήσει στην αγορά», δήλωσε ο Andrea Ferrari, διευθυντής του Κέντρου Graphene του Cambridge και ερευνητής στο Graphene Flagship, μια πρωτοβουλία που διαχειρίζεται η European Graphene. Η εταιρεία επενδύει 1 δισ. ευρώ σε κοινά έργα. έργα. Η συμμαχία επιταχύνει την ανάπτυξη της τεχνολογίας γραφενίου.
Οι ερευνητικοί συνεργάτες της Flagship δημιουργούν ήδη μπαταρίες γραφενίου που παρέχουν 20% περισσότερη χωρητικότητα και 15% περισσότερη ενέργεια από τις καλύτερες μπαταρίες υψηλής ενέργειας του σήμερα. Άλλες ομάδες έχουν δημιουργήσει ηλιακά κύτταρα με βάση το γραφένιο που είναι 20 τοις εκατό πιο αποτελεσματικά στη μετατροπή του ηλιακού φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια.
Ενώ υπάρχουν ορισμένα πρώιμα προϊόντα που έχουν εκμεταλλευτεί τις δυνατότητες του γραφενίου, όπως ο αθλητικός εξοπλισμός Head, τα καλύτερα έρχονται. Όπως σημείωσε η Ferrari: «Μιλάμε για γραφένιο, αλλά στην πραγματικότητα μιλάμε για μεγάλο αριθμό επιλογών που μελετώνται. Τα πράγματα κινούνται προς τη σωστή κατεύθυνση».
Αυτό το άρθρο έχει ενημερωθεί χρησιμοποιώντας τεχνολογία τεχνητής νοημοσύνης, έχει ελεγχθεί και επεξεργαστεί από τους συντάκτες του HowStuffWorks.
Ο κατασκευαστής αθλητικού εξοπλισμού Head χρησιμοποίησε αυτό το εκπληκτικό υλικό. Η ρακέτα του τένις Graphene XT ισχυρίζεται ότι είναι 20% ελαφρύτερη στο ίδιο βάρος. Αυτή είναι πραγματικά επαναστατική τεχνολογία!
`;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); .replaceAll('"pt','"pt'+t.id+"_"); επιστροφή e+=`\n\t\t\t\t
Ώρα δημοσίευσης: Νοε-21-2023