Co to jest grafen?

Grafen jest określeniem specjalnej struktury lub allotropu atomów węgla, w których samoczynnie składają się w podwójnie związane sześć pierścieni atomowych węgla w dwuwymiarowych arkuszach. W skali atomowej grafen przypomina strukturę drutu z kurczaka lub ogrodzenia z ogniwa łańcucha i jest powtarzalną dwuwymiarową strukturą, która po złożeniu w cylindry jest znana jako nanorurka węglowa lub, gdy jest uformowana w kulę , jest często określany jako buckyball lub fuleren. Jednym z najczęstszych obszarów, w których arkusze grafenu istnieją naturalnie i są wytwarzane w małych ilościach, są tak zwane ołówki, które zwykle ocierają arkusze siatki węglowej od ołówka, gdy są ścierane o papier, pozostawiając znane ślady ołówka .

Zarówno materiały grafitowe, jak i badania nad technologią grafenową są uważane za tak ważne w XXI wieku, że zdobyły dwóch badaczy z Wielkiej Brytanii na Uniwersytecie w Manchesterze nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 2010 roku. Andre Geim, fizyk holendersko-rosyjski, i Konstantin Novoselov , rosyjsko-brytyjski fizyk, odkrył praktyczną metodę wytwarzania pojedynczych atomowych warstw grafenu. Zastosowania atomowych warstw grafenu obejmują spektrum od bardzo gęstych form przechowywania danych w komputerach do ultrakondensatorów do przechowywania energii elektrycznej i elastycznych ogniw słonecznych, które mogłyby zastąpić trudne do pracy krzemem. Unikalny dwuwymiarowy kształt arkuszy grafenu sprawia, że ​​są one również przydatne w badaniach fizyki cząstek w akceleratorach jądrowych, gdzie mogą mieć zerową masę spoczynkową, co pozwala im wykazywać cechy zasady nieoznaczoności Heisenberga, gdy są bombardowane relatywistycznymi strumieniami elektronów.

Liczne potencjalne zastosowania komercyjne grafenu doprowadziły do ​​stałego wzrostu liczby opublikowanych prac społeczności naukowej. W 2011 r. Zgłoszono ponad 25 000 prac naukowych i patentów na zastosowania grafenu, przy czym roczna średnia skoczyła ze 157 w 2004 r. Do ponad 2 500 prac w 2010 r. Rozwój fotoniki graficznej i urządzeń optoelektronicznych jest jedną z najbardziej obiecujących badanych dziedzin. Wynika to z faktu, że materiał ten może poprawić efektywność paneli z diodami elektroluminescencyjnymi (LED) stosowanych we wszystkim, od ekranów komputerowych i telewizyjnych po czujniki światła. Grafen sprawiłby, że takie wyświetlacze byłyby bardziej elastyczne i trwalsze, i zastąpiłby potrzebę stosowania rzadkich i czasem toksycznych metali przy ich produkcji, takich jak platyna i ind.

Jedną z głównych właściwości grafenu, która uczyniłaby go użytecznym jako elastyczny ekran dotykowy do bankomatu (ATM) lub ogniwa słonecznego, jest to, że może on być zarówno przezroczysty dla przepływu światła, jak i wydajnego przewodnika elektrycznego w tym samym czasie. Dopiero w 2010 r. Przyznano Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki, jednak możliwy był łatwy sposób wytwarzania dużych ilości pojedynczych warstw atomowych materiału. Od czasu opublikowania metodologii produkcji przez naukowców z Uniwersytetu w Manchesterze południowokoreańscy naukowcy znaleźli sposób na zwiększenie skali procesu w celu wytworzenia arkuszy materiału, które można wykorzystać na standardowe ekrany komputerowe i telewizyjne.

INNE JĘZYKI

Czy ten artykuł był pomocny? Dzięki za opinie Dzięki za opinie

Jak możemy pomóc? Jak możemy pomóc?