Pēdējos gados liela uzmanība ir pievērsta supermateriālam grafēnam. Bet kas ir grafēns? Iedomājieties vielu, kas ir 200 reizes stiprāka par tēraudu, bet 1000 reižu vieglāka par papīru.
2004. gadā divi Mančestras Universitātes zinātnieki Andrejs Geims un Konstantīns Novoselovs “spēlējās” ar grafītu. Jā, tas pats, ko atrodat uz zīmuļa gala. Viņus interesēja materiāls un viņi vēlējās uzzināt, vai to var noņemt vienā kārtā. Tāpēc viņi atrada neparastu instrumentu: līmlenti.
"Jūs uzklājat [lenti] virs grafīta vai vizlas un pēc tam nolobāt augšējo slāni," BBC skaidroja Heims. No lentes nolido grafīta pārslas. Pēc tam salokiet lenti uz pusēm un pielīmējiet to pie augšējās loksnes, pēc tam atkal atdaliet tās. Pēc tam atkārtojiet šo procesu 10 vai 20 reizes.
“Katru reizi pārslas sadalās plānākās un plānākās pārslās. Beigās uz jostas paliek ļoti plānas pārslas. Jūs izšķīdinat lenti, un viss izšķīst.
Pārsteidzoši, lentes metode radīja brīnumus. Šī interesanta eksperimenta rezultātā tika atklātas viena slāņa grafēna pārslas.
2010. gadā Heims un Novoselovs saņēma Nobela prēmiju fizikā par grafēna atklāšanu — materiālu, kas sastāv no oglekļa atomiem, kas sakārtoti sešstūra režģī, līdzīgi kā vistas stieple.
Viens no galvenajiem iemesliem, kāpēc grafēns ir tik pārsteidzošs, ir tā struktūra. Viens neskarta grafēna slānis parādās kā oglekļa atomu slānis, kas sakārtots sešstūra režģa struktūrā. Šī atomu mēroga šūnveida struktūra piešķir grafēnam tā iespaidīgo spēku.
Grafēns ir arī elektriskā superzvaigzne. Istabas temperatūrā tas vada elektrību labāk nekā jebkurš cits materiāls.
Atcerieties tos oglekļa atomus, par kuriem mēs runājām? Viņiem katram ir papildu elektrons, ko sauc par pi elektronu. Šis elektrons pārvietojas brīvi, ļaujot tam vadīt vairākus grafēna slāņus ar nelielu pretestību.
Nesenie pētījumi par grafēnu Masačūsetsas Tehnoloģiju institūtā (MIT) ir atklājuši kaut ko gandrīz maģisku: kad jūs nedaudz (tikai par 1,1 grādu) pagriežat divus grafēna slāņus no izlīdzināšanas, grafēns kļūst par supravadītāju.
Tas nozīmē, ka tas var vadīt elektrību bez pretestības vai siltuma, paverot aizraujošas iespējas turpmākai supravadītspējai istabas temperatūrā.
Viens no gaidītākajiem grafēna pielietojumiem ir baterijās. Pateicoties tā izcilajai vadītspējai, mēs varam ražot grafēna akumulatorus, kas uzlādējas ātrāk un kalpo ilgāk nekā mūsdienu litija jonu akumulatori.
Daži lieli uzņēmumi, piemēram, Samsung un Huawei, jau ir izvēlējušies šo ceļu, cenšoties ieviest šos sasniegumus mūsu ikdienas sīkrīkos.
"Mēs sagaidām, ka līdz 2024. gadam tirgū nonāks virkne grafēna produktu," sacīja Andrea Ferrari, Kembridžas Grafēna centra direktors un Graphene Flagship pētnieks, iniciatīva, ko vada European Graphene. Uzņēmums kopējos projektos iegulda 1 miljardu eiro. projektus. Alianse paātrina grafēna tehnoloģijas attīstību.
Flagship pētniecības partneri jau rada grafēna baterijas, kas nodrošina par 20% lielāku jaudu un 15% vairāk enerģijas nekā mūsdienu labākie augstas enerģijas akumulatori. Citas komandas ir izveidojušas uz grafēnu balstītas saules baterijas, kas ir par 20 procentiem efektīvākas, pārvēršot saules gaismu elektrībā.
Lai gan ir daži sākotnējie produkti, kas ir izmantojuši grafēna potenciālu, piemēram, Head sporta aprīkojums, labākais vēl ir tikai priekšā. Kā atzīmēja Ferrari: “Mēs runājam par grafēnu, bet patiesībā mēs runājam par lielu skaitu iespēju, kas tiek pētītas. Lietas virzās pareizajā virzienā.”
Šis raksts ir atjaunināts, izmantojot mākslīgā intelekta tehnoloģiju, to ir pārbaudījuši un rediģējuši HowStuffWorks redaktori.
Sporta aprīkojuma ražotājs Head ir izmantojis šo apbrīnojamo materiālu. Viņu Graphene XT tenisa rakete apgalvo, ka ir par 20% vieglāka ar tādu pašu svaru. Šī ir patiesi revolucionāra tehnoloģija!
`;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+”_”); atgriezt e+=`\n\t\t\t\t
Izlikšanas laiks: 21. novembris 2023