Pastaraisiais metais daug dėmesio buvo skiriama supermedžiagai grafenui. Bet kas yra grafenas? Na, įsivaizduokite medžiagą, kuri yra 200 kartų stipresnė už plieną, bet 1000 kartų lengvesnė už popierių.
2004 metais du mokslininkai iš Mančesterio universiteto Andrejus Geimas ir Konstantinas Novoselovas „žaidė“ su grafitu. Taip, tą patį rasite ant pieštuko galiuko. Jie domėjosi medžiaga ir norėjo sužinoti, ar ją galima pašalinti vienu sluoksniu. Taigi jie rado neįprastą įrankį: lipnią juostą.
„Paklojate [juostą] ant grafito ar žėručio ir tada nulupate viršutinį sluoksnį“, – BBC aiškino Heimas. Nuo juostos nuskrenda grafito dribsniai. Tada sulenkite juostą per pusę ir priklijuokite prie viršutinio lapo, tada vėl atskirkite. Tada pakartokite šią procedūrą 10 ar 20 kartų.
„Kiekvieną kartą dribsniai skyla į vis plonesnius dribsnius. Galų gale ant diržo lieka labai ploni dribsniai. Jūs ištirpinate juostą ir viskas ištirpsta.
Keista, bet juostos metodas padarė stebuklus. Šis įdomus eksperimentas leido atrasti vieno sluoksnio grafeno dribsnius.
2010 m. Heimas ir Novoselovas gavo Nobelio fizikos premiją už tai, kad atrado grafeną – medžiagą, sudarytą iš anglies atomų, išdėstytų šešiakampėje grotelėje, panašioje į vištienos vielą.
Viena iš pagrindinių priežasčių, kodėl grafenas yra toks nuostabus, yra jo struktūra. Vienas nesugadinto grafeno sluoksnis atrodo kaip anglies atomų sluoksnis, išdėstytas šešiakampėje gardelės struktūroje. Ši atominio mastelio korio struktūra suteikia grafenui įspūdingo stiprumo.
Grafenas taip pat yra elektros superžvaigždė. Kambario temperatūroje jis praleidžia elektrą geriau nei bet kuri kita medžiaga.
Prisimeni tuos anglies atomus, apie kuriuos diskutavome? Na, kiekvienas iš jų turi papildomą elektroną, vadinamą pi elektronu. Šis elektronas juda laisvai, leisdamas jam atlikti laidumą per kelis grafeno sluoksnius su nedideliu pasipriešinimu.
Neseniai Masačusetso technologijos institute (MIT) atlikti grafeno tyrimai atskleidė kažką beveik stebuklingo: kai šiek tiek (vos 1,1 laipsnio) pasukate du grafeno sluoksnius iš nesutampančios, grafenas tampa superlaidininku.
Tai reiškia, kad jis gali praleisti elektrą be pasipriešinimo ar šilumos, atverdamas įdomias ateities superlaidumo galimybes kambario temperatūroje.
Vienas iš labiausiai laukiamų grafeno panaudojimo būdų yra baterijose. Dėl puikaus laidumo galime pagaminti grafeno baterijas, kurios įkraunamos greičiau ir tarnauja ilgiau nei šiuolaikinės ličio jonų baterijos.
Kai kurios didelės įmonės, pvz., „Samsung“ ir „Huawei“, jau pasuko šiuo keliu, siekdamos įdiegti šiuos pažangos į mūsų kasdienius įtaisus.
„Tikimės, kad iki 2024 m. rinkoje atsiras įvairių grafeno gaminių“, – sakė Andrea Ferrari, Kembridžo grafeno centro direktorė ir „Graphene Flagship“ – Europos grafeno vykdomos iniciatyvos – tyrėja. Į bendrus projektus bendrovė investuoja 1 mlrd. projektus. Aljansas paspartina grafeno technologijos plėtrą.
„Flagship“ tyrimų partneriai jau kuria grafeno baterijas, kurios suteikia 20 % daugiau talpos ir 15 % daugiau energijos nei šiandienos geriausios didelės energijos baterijos. Kitos komandos sukūrė grafeno pagrindu pagamintus saulės elementus, kurie 20 procentų efektyviau paverčia saulės šviesą į elektros energiją.
Nors kai kurie ankstyvieji produktai išnaudojo grafeno potencialą, pvz., „Head“ sporto įranga, geriausi dar laukia. Kaip pažymėjo Ferrari: „Kalbame apie grafeną, bet iš tikrųjų kalbame apie daugybę tiriamų variantų. Reikalai juda teisinga linkme“.
Šis straipsnis buvo atnaujintas naudojant dirbtinio intelekto technologiją, patikrintas faktais ir redaguotas HowStuffWorks redaktorių.
Sporto įrangos gamintojas Head panaudojo šią nuostabią medžiagą. Jų Graphene XT teniso raketė teigia esanti 20% lengvesnė esant tokiam pat svoriui. Tai tikrai revoliucinė technologija!
`;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.html) .replaceAll('"pt','"pt'+t.id+"_"); grąžinti e+=`\n\t\t\t\t
Paskelbimo laikas: 2023-11-21