Ի՞նչ է գրաֆենը: Անհավանական կախարդական նյութ

Վերջին տարիներին մեծ ուշադրություն է դարձվում գերնյութական գրաֆենի վրա։ Բայց ի՞նչ է գրաֆենը: Դե, պատկերացրեք մի նյութ, որը 200 անգամ ավելի ամուր է, քան պողպատը, բայց 1000 անգամ ավելի թեթև, քան թուղթը:
2004 թվականին Մանչեսթերի համալսարանի երկու գիտնականներ՝ Անդրեյ Գեյմը և Կոնստանտին Նովոսելովը, «խաղում էին» գրաֆիտի հետ։ Այո, նույն բանը, որ դուք գտնում եք մատիտի ծայրին: Նրանք հետաքրքրված էին նյութով և ուզում էին իմանալ, թե արդյոք այն կարելի է հեռացնել մեկ շերտով: Այսպիսով, նրանք գտան անսովոր գործիք՝ կպչուն ժապավեն:
«Դուք [ժապավենը] դնում եք գրաֆիտի կամ միկայի վրա, այնուհետև հանում եք վերին շերտը», - բացատրեց Հեյմը BBC-ին: Գրաֆիտի փաթիլները թռչում են ժապավենից: Այնուհետև ժապավենը կիսով չափ ծալեք և կպցրեք վերին թերթիկի վրա, այնուհետև նորից առանձնացրեք դրանք: Այնուհետև դուք կրկնում եք այս գործընթացը 10 կամ 20 անգամ։
«Ամեն անգամ փաթիլները բաժանվում են ավելի ու ավելի բարակ փաթիլների: Վերջում գոտու վրա մնում են շատ բարակ փաթիլներ։ Դուք լուծարում եք ժապավենը, և ամեն ինչ լուծվում է»:
Զարմանալիորեն, ժապավենի մեթոդը հրաշքներ էր գործում: Այս հետաքրքիր փորձը հանգեցրեց միաշերտ գրաֆենի փաթիլների հայտնաբերմանը:
2010 թվականին Հեյմը և Նովոսելովը Նոբելյան մրցանակ ստացան ֆիզիկայի բնագավառում գրաֆենի հայտնաբերման համար՝ նյութ, որը կազմված է ածխածնի ատոմներից, որոնք դասավորված են վեցանկյուն վանդակի մեջ, որը նման է հավի մետաղալարին։
Գրաֆենի այդքան զարմանալի լինելու հիմնական պատճառներից մեկը նրա կառուցվածքն է: Գրաֆենի մեկ շերտը հայտնվում է որպես ածխածնի ատոմների շերտ, որը դասավորված է վեցանկյուն վանդակավոր կառուցվածքով: Այս ատոմային մասշտաբի մեղրախորիսխ կառուցվածքը գրաֆենին տալիս է իր տպավորիչ ուժը:
Գրաֆենը նաև էլեկտրական գերաստղ է: Սենյակային ջերմաստիճանում այն ​​ավելի լավ է փոխանցում էլեկտրականությունը, քան ցանկացած այլ նյութ:
Հիշո՞ւմ եք ածխածնի այդ ատոմները, որոնք մենք քննարկեցինք: Դե, նրանցից յուրաքանչյուրն ունի լրացուցիչ էլեկտրոն, որը կոչվում է pi էլեկտրոն: Այս էլեկտրոնը շարժվում է ազատորեն՝ թույլ տալով նրան անցկացնել հաղորդունակություն գրաֆենի մի քանի շերտերի միջով՝ փոքր դիմադրությամբ:
Մասաչուսեթսի տեխնոլոգիական ինստիտուտում (MIT) գրաֆենի վերաբերյալ վերջին հետազոտությունները գրեթե կախարդական մի բան են հայտնաբերել.
Սա նշանակում է, որ այն կարող է էլեկտրաէներգիա անցկացնել առանց դիմադրության կամ ջերմության, ինչը հետաքրքիր հնարավորություններ է բացում ապագա գերհաղորդականության համար սենյակային ջերմաստիճանում:
Գրաֆենի ամենասպասված կիրառություններից մեկը մարտկոցների մեջ է: Նրա գերազանց հաղորդունակության շնորհիվ մենք կարող ենք արտադրել գրաֆենի մարտկոցներ, որոնք ավելի արագ են լիցքավորվում և ավելի երկար են տևում, քան ժամանակակից լիթիում-իոնային մարտկոցները։
Որոշ խոշոր ընկերություններ, ինչպիսիք են Samsung-ը և Huawei-ն, արդեն բռնել են այս ճանապարհը՝ նպատակ ունենալով այս առաջընթացը ներմուծել մեր ամենօրյա գաջեթներում:
«Մինչև 2024 թվականը մենք ակնկալում ենք, որ մի շարք գրաֆենային արտադրանքներ կհայտնվեն շուկայում», - ասում է Անդրեա Ֆերարին, Քեմբրիջի Գրաֆենի կենտրոնի տնօրենը և Graphene Flagship-ի հետազոտող, որը նախաձեռնում է եվրոպական Graphene-ը: Ընկերությունը 1 միլիարդ եվրո է ներդնում համատեղ նախագծերում։ նախագծերը։ Դաշինքը արագացնում է գրաֆենի տեխնոլոգիայի զարգացումը։
Flagship-ի հետազոտական ​​գործընկերներն արդեն ստեղծում են գրաֆենի մարտկոցներ, որոնք ապահովում են 20%-ով ավելի հզորություն և 15%-ով ավելի էներգիա, քան այսօրվա լավագույն բարձր էներգիայի մարտկոցները: Այլ թիմեր ստեղծել են գրաֆենի վրա հիմնված արևային բջիջներ, որոնք 20 տոկոսով ավելի արդյունավետ են արևի լույսը էլեկտրականության վերածելու համար:
Թեև կան որոշ վաղ արտադրանքներ, որոնք օգտագործել են գրաֆենի ներուժը, ինչպիսիք են Head սպորտային սարքավորումները, լավագույնը դեռ առջևում է: Ինչպես նշել է Ferrari-ն. «Մենք խոսում ենք գրաֆենի մասին, բայց իրականում մենք խոսում ենք ուսումնասիրվող մեծ թվով տարբերակների մասին։ Գործերն ընթանում են ճիշտ ուղղությամբ»:
Այս հոդվածը թարմացվել է՝ օգտագործելով արհեստական ​​ինտելեկտի տեխնոլոգիան, ստուգվել և խմբագրվել է HowStuffWorks-ի խմբագիրների կողմից:
Սպորտային սարքավորումներ արտադրող Head-ն օգտագործել է այս զարմանալի նյութը։ Նրանց Graphene XT թենիսի ռակետը պնդում է, որ նույն քաշով 20%-ով թեթև է: Սա իսկապես հեղափոխական տեխնոլոգիա է:
`;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+=t.byline_date._html); .replaceAll('"pt','"pt'+t.id+"_"); վերադարձնել e+=`\n\t\t\t\t