Dlaczego grafen jest ważny?

Chemia grafenu

Grafen składa się z warstwy atomów węgla ułożonych w heksagonalne wzory. PASIEKA, Getty Images

Grafen to dwuwymiarowa struktura plastra miodu z atomów węgla, która rewolucjonizuje technologię. Jego odkrycie było tak znaczące, że w 2010 roku przyniosło rosyjskim naukowcom Andre Geima i Konstantina Novoselova Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Oto kilka powodów, dla których grafen jest ważny.

Jest to materiał dwuwymiarowy.

Niemal każdy materiał, z którym się spotykamy, jest trójwymiarowy. Dopiero zaczynamy rozumieć, jak zmieniają się właściwości materiału, gdy tworzy się z niego dwuwymiarową tablicę. Cechy grafenu bardzo różnią się od cech grafit , który jest odpowiednim trójwymiarowym układem węgla. Badanie grafenu pomaga nam przewidzieć, jak inne materiały mogą zachowywać się w postaci dwuwymiarowej.

Grafen ma najlepszą przewodność elektryczną ze wszystkich materiałów.

Prąd przepływa bardzo szybko przez prosty arkusz o strukturze plastra miodu. Większość przewodników, z którymi się spotykamy, to metale , jednak grafen jest oparty na węglu, niemetalu. Pozwala to na przepływ energii elektrycznej w warunkach, w których metal może nie być nam potrzebny. Jakie to byłyby warunki? Dopiero zaczynamy odpowiadać na to pytanie!

Grafen może być używany do produkcji bardzo małych urządzeń.

Grafen przewodzi tak dużo elektryczności na tak małej przestrzeni, że można go wykorzystać do budowy zminiaturyzowanych superszybkich komputerów i tranzystorów. Urządzenia te powinny wymagać minimalnej ilości energii do ich obsługi. Grafen jest również elastyczny, mocny i przezroczysty.

Otwiera badania nad relatywistyczną mechaniką kwantową.

Grafen można wykorzystać do testowania przewidywań elektrodynamiki kwantowej. To nowy obszar badań, ponieważ nie było łatwo znaleźć materiał, który wyświetla cząstki Diraca. Najlepsze jest to, że grafen nie jest jakimś egzotycznym materiałem. To coś, co każdy może zrobić!

Grafen Fakty

• Słowo „grafen” odnosi się do jednowarstwowego arkusza heksagonalnie ułożonych atomów węgla. Jeśli grafen jest w innym układzie, zwykle jest to określone. Na przykład grafen dwuwarstwowy i grafen wielowarstwowy to inne formy, jakie może przybrać materiał.
• Podobnie jak diament czy grafit, grafen jest alotrop węgla. W szczególności jest wykonany z sp^dwazwiązane atomy węgla, które mają między atomami długość wiązania cząsteczkowego 0,142 nm.
• Trzy z najbardziej użytecznych właściwości grafenu to to, że jest niezwykle wytrzymały (100 do 300 razy silniejszy niż stal), przewodzi (najbardziej znany przewodnik ciepła w temperaturze pokojowej, o gęstości prądu elektrycznego o 6 rzędów wielkości wyższej niż miedź) oraz jest elastyczny.
• Grafen jest najcieńszym i najlżejszym znanym materiałem. Arkusz grafenu o powierzchni 1 metra kwadratowego waży zaledwie 0,0077 grama, ale jest w stanie utrzymać do czterech kilogramów wagi.
• Arkusz grafenu jest naturalnie przezroczysty.

Potencjalne zastosowania grafenu

Naukowcy dopiero zaczynają badać wiele możliwych zastosowań grafenu. Niektóre z opracowywanych technologii obejmują:

• Ultraszybkie ładowanie baterii.
• Zbiórka odpadów promieniotwórczych dla łatwiejszego czyszczenia.
• Szybsza pamięć flash.
• Mocniejsze i lepiej wyważone narzędzia i sprzęt sportowy, taki jak rakiety tenisowe .
• Ultracienkie ekrany dotykowe które można wkleić na niełamliwy materiał.
• E-papier na bazie grafenu, który może być aktualizowany o nowe informacje.
• Szybkie i wydajne urządzenia biosensorowe 200 , aby zmierzyć poziom glukozy we krwi, cholesterol i prawdopodobnie twoje DNA
• Słuchawki z fenomenalne pasmo przenoszenia .
• Superkondensatory które zasadniczo sprawiają, że baterie są przestarzałe.
• Nowatorskie powłoki wodoodporne.
• Zginalne baterie .
• Silniejszy i lżejszy samolot i pancerz.
• Wspomaganie regeneracji tkanek.
• Oczyszczanie słonej wody do wody pitnej.
• Urządzenia bioniczne, które mogą: połącz się bezpośrednio z neuronami twojego ciała .