Co je Graphene?

Graphene je termín pro speciální strukturu nebo allotrope atomů uhlíku, kde se samy sestaví do dvojitě vázaných šesti atomů uhlíku v dvojrozměrných listech. V atomovém měřítku se grafen podobá struktuře drůbežího drátu nebo struktury plotového řetězu a je opakující se dvojrozměrnou strukturou, která je po složení do válců známa jako uhlíková nanotrubice nebo, když je tvarována do koule , se často označuje jako buckyball nebo fullerene. Jednou z nejčastějších oblastí, kde se grafenové desky vyskytují přirozeně a jsou vyráběny v malém množství, je to, co je běžně označeno jako olověné tužky, které odlepují listy uhlíkové mřížky od místa tužky, když jsou obroušeny proti papíru, a zanechávají známé značky tužky. .

Jak grafitové materiály, tak výzkum v oblasti grafenové technologie se v 21. století považují za tak důležité, že v roce 2010 získal dva vědce z Velké Británie na University of Manchester, Nobelovu cenu za fyziku, Andre Geim, nizozemsko-ruského fyzika a Konstantina Novoselova. , rusko-britský fyzik, objevil praktickou metodu výroby jednotlivých atomových vrstev grafenu. Aplikace pro atomové vrstvy grafenu pokrývají spektrum od velmi hustých forem ukládání dat v počítačích po ultrakapacitátory pro ukládání elektrické energie a flexibilní solární články, které by mohly nahradit obtížné zpracování křemíku. Jedinečný dvourozměrný tvar grafenových listů je také činí užitečnými při výzkumu částicové fyziky v zařízeních jaderného urychlovače, kde mohou mít klidovou hmotnost nula, což jim umožňuje projevovat zvláštnosti Heisenbergova principu nejistoty, když je bombardován relativistickými elektronovými proudy.

Mnoho potenciálních komerčních aplikací pro grafen vedlo ke stálému nárůstu publikovaných článků vědecké komunity. Od roku 2011 bylo pro grafenové aplikace podáno více než 25 000 výzkumných prací a patentů, s ročním průměrným skokem ze 157 v roce 2004 na více než 2 500 papírů v roce 2010. Vývoj v grafenových fotonických a optoelektronických zařízeních je jednou z nejslibnějších zkoumaných oblastí. Důvodem je, že tento materiál by mohl zlepšit účinnost panelů emitujících světlo (LED) používaných ve všem, od počítačových a televizních obrazovek po světelné senzory. Graphene by tyto displeje učinil flexibilními a odolnějšími a nahradil by potřebu použití vzácných a někdy toxických kovů při jejich výrobě, jako jsou platina a indium.

Jednou z hlavních vlastností grafenu, která by ho učinila užitečným jako flexibilní dotykový displej pro bankomat (ATM) nebo solární článek, je to, že může být jak průhledný pro průchod světla, tak i účinný elektrický vodič. Až v roce 2010 byla udělena Nobelova cena za fyziku, že byl možný snadný způsob výroby velkého množství jednotlivých atomových vrstev materiálu. Od zveřejnění metodologie výroby vědci z University of Manchester našli jihokorejští vědci způsob, jak rozšířit proces výroby listů materiálu, který lze použít pro standardní počítačové a televizní obrazovky.