Was ist Graphen?

Graphen ist ein Begriff für eine spezielle Struktur oder eine Allotrope von Kohlenstoffatomen, bei denen sie sich in zweidimensionalen Blättern zu doppelt gebundenen sechs Kohlenstoffatomringen zusammenstellen. In einer atomaren Skala ähnelt Graphen der Struktur von Hühnerdraht oder der eines Kettenverbindungszauns und ist eine sich wiederholende zweidimensionale Struktur, die, wenn sie in Zylinder gefaltet ist, als Kohlenstoffnanoröhrchen bekannt ist oder, wenn es in eine Kugel geformt ist, häufig als Buckyball oder Fulleren bezeichnet wird. Eines der häufigsten Bereiche, in denen Graphen -Blätter auf natürliche Weise existieren und in kleinen Mengen produziert werden, befinden sich in dem, was allgemein als Bleibleistifte falsch ist, die Blätter des Kohlenstoffgitters vom Bleistiftpunkt abreiben, wenn es gegen Papier abgerüstet wird, und hinterlässt vertraute Stiftmarkierungen.

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Sowohl graphitische Materialien als auch die Erforschung der Graphen-Technologie werden im 21 ^{ster;Bogenschützen an der Universität von Manchester Der Nobelpreis für Physik im Jahr 2010. Andre Geim, ein holländisch-russischer Physiker, und Konstantin Novoselov, ein russisch-britischer Physiker, entdeckten eine praktische Methode zur Erzeugung einzelner Atomschichten von Graphen. Anwendungen für Atomschichten von Graphen überspannen das Spektrum von sehr dichten Formen der Datenspeicherung in Computern bis hin zu Ultrakapazitatoren, um elektrische Energie zu speichern, und flexible Solarzellen, die schwierig durch Silizium ersetzen könnten. Die einzigartige zweidimensionale Form von Graphenblättern macht sie auch in der Teilchenphysikforschung in nuklearen Beschleunigungsanlagen nützlich, wo sie eine Ruhemasse von Null haben können, sodass sie Merkmale des Heisenberg-Unsicherheitsprinzips aufweisen können, wenn sie durch relativistische Elektronenströme bombardiert werden.}

Die vielen potenziellen kommerziellen Anwendungen für Graphen haben zu einer stetigen Zunahme der veröffentlichten Artikel durch die wissenschaftliche Gemeinschaft geführt. Ab 2011 wurden über 25.000 Forschungsarbeiten und Patente eingereichtGraphenanwendungen, wobei der jährliche Durchschnitt von 157 im Jahr 2004 auf über 2.500 Artikel im Jahr 2010 springt. Die Entwicklungen in der Graphenphotonik und der Optoelektronikgeräte sind eines der vielversprechendsten, die erforscht werden. Dies liegt daran, dass das Material die Effizienz der LED -Paneelen (Light -Emitting Diode) verbessern könnte, die in allem von Computer- und Fernsehbildschirmen bis hin zu Lichtsensoren verwendet werden. Graphen würde solche Displays flexibel und langlebiger machen und die Notwendigkeit seltener und manchmal giftiger Metalle in ihrer Herstellung ersetzen, wie Platin und Indium.

Eine der Haupteigenschaften von Graphen, die es als flexibler Touchscreen für eine automatisierte Kassiermaschine (ATM) oder Solarzelle nützlich machen, ist, dass sie gleichzeitig sowohl für den Durchgang von Licht als auch effizienter elektrischer Leiter transparent sein kann. Erst als der Nobelpreis für Physik im Jahr 2010 verliehen wurde, war eine einfache Möglichkeit, große Mengen einzelner Atomschichten des Materials herzustellenbloß. Seit der Veröffentlichung der Fertigungsmethodik der Forscher der Universität von Manchester haben südkoreanische Wissenschaftler eine Möglichkeit gefunden, den Prozess zur Herstellung von Materials Blättern zu skalieren, die für Computer- und Fernsehbildschirme in Standardgröße verwendet werden können.