Viimastel aastatel on palju tähelepanu pööratud supermaterjalile grafeenile. Aga mis on grafeen? Kujutage ette ainet, mis on 200 korda tugevam kui teras, kuid 1000 korda kergem kui paber.
2004. aastal “mängisid” grafiidiga kaks Manchesteri ülikooli teadlast Andrei Geim ja Konstantin Novoselov. Jah, sama, mille leiate pliiatsi otsast. Nad olid materjali vastu uudishimulikud ja tahtsid teada, kas seda saab ühe kihina eemaldada. Nii leidsid nad ebatavalise tööriista: kleeplindi.
"Laned [lindi] grafiidile või vilgukivile ja seejärel koorite pealmise kihi maha," selgitas Heim BBC-le. Grafiidihelbed lendavad lindilt maha. Seejärel voldi lint pooleks ja liimi ülemisele lehele, seejärel eralda need uuesti. Seejärel korrake seda protsessi 10 või 20 korda.
“Iga kord lagunevad helbed aina õhemateks helvesteks. Lõpuks jäävad vööle väga õhukesed helbed. Sa lahustad lindi ja kõik lahustub.
Üllataval kombel tegi lindimeetod imesid. See huvitav katse viis ühekihiliste grafeenihelveste avastamiseni.
2010. aastal said Heim ja Novoselov Nobeli füüsikaauhinna grafeeni – materjali, mis koosneb kuusnurksesse võresse paigutatud süsinikuaatomitest – avastamise eest, sarnaselt kanatraadiga.
Üks peamisi põhjusi, miks grafeen on nii hämmastav, on selle struktuur. Üks kiht puutumatut grafeeni paistab süsinikuaatomite kihina, mis on paigutatud kuusnurksesse võrestruktuuri. See aatomiskaala kärgstruktuuri annab grafeenile muljetavaldava tugevuse.
Grafeen on ka elektriline superstaar. Toatemperatuuril juhib see elektrit paremini kui ükski teine materjal.
Kas mäletate neid süsinikuaatomeid, millest arutasime? Noh, neil kõigil on lisaelektron, mida nimetatakse pi-elektroniks. See elektron liigub vabalt, võimaldades tal vähese takistusega juhtida läbi mitme grafeenikihi.
Hiljutised grafeeniuuringud Massachusettsi Tehnoloogiainstituudis (MIT) on avastanud midagi peaaegu maagilist: kui pöörata veidi (vaid 1,1 kraadi) kahte grafeenikihti, muutub grafeen ülijuhiks.
See tähendab, et see suudab elektrit juhtida ilma takistuseta või kuumuseta, avades põnevad võimalused tulevaseks ülijuhtivuseks toatemperatuuril.
Grafeeni üks oodatumaid rakendusi on akudes. Tänu suurepärasele juhtivusele suudame toota grafeenakusid, mis laevad kiiremini ja kestavad kauem kui tänapäevased liitiumioonakud.
Mõned suured ettevõtted, nagu Samsung ja Huawei, on juba selle tee ette võtnud, eesmärgiga tutvustada neid edusamme meie igapäevastesse vidinatesse.
"Ootame, et 2024. aastaks on turule mitmeid grafeenitooteid," ütles Andrea Ferrari, Cambridge'i grafeenikeskuse direktor ja European Graphene'i juhitava algatuse Graphene Flagship teadur. Ettevõte investeerib ühisprojektidesse 1 miljard eurot. projektid. Liit kiirendab grafeenitehnoloogia arengut.
Lipulaeva uurimispartnerid loovad juba grafeenakusid, mis pakuvad 20% suuremat mahtuvust ja 15% rohkem energiat kui tänapäeva parimad suure energiatarbega akud. Teised meeskonnad on loonud grafeenipõhiseid päikesepatareisid, mis muudavad päikesevalguse elektriks 20 protsenti tõhusamalt.
Kuigi mõned varasemad tooted on grafeeni potentsiaali ära kasutanud, näiteks Head spordivarustus, on parim alles ees. Nagu Ferrari märkis: "Me räägime grafeenist, kuid tegelikult räägime suurest hulgast uuritavatest võimalustest. Asjad liiguvad õiges suunas.»
Seda artiklit on värskendatud tehisintellekti tehnoloogia abil, faktid on kontrollitud ja HowStuffWorksi toimetajad redigeerinud.
Spordivarustuse tootja Head on kasutanud seda hämmastavat materjali. Nende Graphene XT tennisereket on sama kaalu juures 20% kergem. See on tõeliselt revolutsiooniline tehnoloogia!
`;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+ite_html); .replaceAll('”pt','”pt'+t.id+”_”); tagasta e+=`\n\t\t\t\t
Postitusaeg: 21.11.2023