Jei maždaug per pastarąjį dešimtmetį buvote kur nors šalia mokslo žurnalo, susidūrėte su tam tikra superlatyvo forma apie grafeną - dvimatę stebuklų medžiagą, kuri žada paversti viską, pradedant skaičiavimu ir baigiant biomedicina.
Dėl daugybės nepaprastų savybių dėl grafeno taikymo kyla daug ažiotažo. Jie yra milijoną kartų plonesni už žmogaus plaukus, bet 200 kartų stipresni už plieną. Jis yra lankstus, tačiau gali veikti kaip puiki kliūtis ir yra puikus elektros laidininkas. Sudėkite visa tai ir turėsite medžiagą su daugybe potencialiai revoliucinių programų.
nesutarkite, kaip išjungti pranešimus
Kas yra grafenas?
Grafenas yra anglis, bet vieno atomo storio korio gardelėje. Jei grįšite į senąsias chemijos pamokas, atsiminsite, kad medžiagos, sudarytos tik iš anglies, gali turėti smarkiai skirtingas savybes, priklausomai nuo to, kaip jos atomai išsidėstę (skirtingi alotropai). Pavyzdžiui, pieštuko laidelyje esantis grafitas yra minkštas ir tamsus, palyginti su kietu ir permatomu deimantu jūsų sužadėtuvių žiede. Žmogaus sukurtos anglies struktūros nesiskiria; rutulio formos „Buckminsterfullerene“ veikia kitaip nei suvynioti anglies nanovamzdelių išdėstymai.
Grafenas pagamintas iš anglies atomų lakšto šešiakampėje gardelėje. Iš to, kas išdėstyta pirmiau, forma yra arčiausiai grafito, tačiau, nors ši medžiaga yra pagaminta iš dvimatių anglies lakštų, sluoksniuotais sluoksniais laikomų silpnomis tarpmolekulinėmis jungtimis, grafenas yra tik vieno lakšto storio. Jei sugebėtumėte iš grafito nulupti vieną, vieno atomo aukščio anglies sluoksnį, turėtumėte grafeno.
Dėl silpnų grafito tarpmolekulinių ryšių jis atrodo minkštas ir dribsnių, tačiau pačios anglies jungtys yra tvirtos. Tai reiškia, kad vien tik iš tų anglies jungčių sudarytas lakštas yra tvirtas - maždaug 200 kartų didesnis nei tvirčiausio plieno, tuo pačiu metu yra lankstus ir skaidrus.
Grafenas buvo teoretizuotas ilgą laiką ir netyčia buvo gaminamas nedideliais kiekiais tol, kol žmonės naudojo grafito pieštukus. Tačiau pagrindinė jos izoliacija ir atradimas yra susijęs su Andre Geimo ir Konstantino Novoselovo kūryba, 2014 m. Mančesterio universitete. Pranešama, kad du mokslininkai penktadienio vakarą surengė eksperimentus, kuriuose išbandė idėjas ne savo dienos darbe. Vienos iš šių sesijų metu mokslininkai naudojo škotą, kad pašalintų plonus anglies sluoksnius iš grafito gumulo. Šis novatoriškas tyrimas galiausiai paskatino komercinę grafeno gamybą.
2010 m. Laimėję Nobelio fizikos premiją, Geimas ir Novoselovas padovanojo magnetofoną Nobelio muziejui.
nesantaika ištrinti visus vartotojo pranešimus
Kam galima naudoti grafeną?
Svarbu atkreipti dėmesį į tai, kad mokslininkai kuria įvairiausias medžiagas, pagrįstas grafenu. Tai reiškia, kad tikriausiai geriau galvoti apie grafenus, lygiai taip pat, kaip ir apie plastikus. Iš esmės, atsiradus grafenui, galima sukurti visiškai naują medžiagos kategoriją, o ne tik vieną naują medžiagą.
Žr. Susijusias Kas yra turbulencija? Žemėje atkurtas vienas iš fizikos milijonų dolerių klausimų „Deimantinis lietus“, rastas Urane - ir tai gali padėti išspręsti mūsų augančią energetinę krizę. Kvantiniai skaičiavimai sulaukia amžiaus
Kalbant apie taikymą, tyrimai atliekami tokiose plataus spektro srityse kaip biomedicina ir elektronika, iki augalų apsaugos ir maisto pakuočių. Galimybė modifikuoti, pavyzdžiui, grafeno paviršiaus savybes, galėtų tapti puikia medžiaga narkotikų tiekimui, o medžiagos laidumas ir lankstumas galėtų pranešti apie naujos kartos jutiklinio ekrano schemas ar sulankstomus nešiojamus prietaisus.
Tai, kad grafenas sugeba sukurti puikų barjerą skysčiams ir dujoms, reiškia, kad jis taip pat gali būti naudojamas su kitomis medžiagomis filtruoti bet kokį junginių ir elementų skaičių, įskaitant helį, kurį yra nepaprastai sunku blokuoti. Pramonėje tai gali būti taikoma įvairiai, tačiau tai gali būti labai naudinga aplinkos filtravimo vandens poreikiams tenkinti.
Daugiafunkcinės grafeno savybės atveria duris milžiniškam kompozicijos panaudojimui. Nors daug galvota apie tai, kaip tai gali paskatinti jau egzistuojančias technologijas, nuolatinė pažanga šioje srityje galų gale sukels visiškai naujas sritis, kurių anksčiau buvo neįmanoma. Ar galėtume pamatyti visiškai naują aviacijos ir kosmoso inžinerijos klasę? Ką apie papildytos realybės optinius implantus? Iš pažiūros tai bus XXI amžius, kai sužinosime.
