Kas ir grafēns?

Vaina ir tās neparastajās un nepieredzētajās īpašībās: tā ir neticami izturīga (200 reizes spēcīgāka par tēraudu), elastīga, viegla un caurspīdīga, tā ir arī lielisks siltuma un elektrības vadītājs un spēj pārsūtīt datus 10 reizes ātrāk nekā optiskā šķiedra.
Tās izstrādi ir piešķīrusi zinātnieku aprindas, 2010. gadā piešķirot prestižo Nobela prēmiju fizikā diviem zinātniekiem, [color = rgb (11,0128)] Andréy Gueim [/ color] [color = rgb (37, 37.37)] un [/ krāsa] [krāsa = rgb (11,0128)] Konstantīns Novosiólovs [/ krāsa]; Lai gan šis materiāls ir pazīstams vairāk nekā 5 gadu desmitus, šis materiāls tika sintezēts 2004. gadā, pateicoties šiem diviem krievu izcelsmes zinātniekiem.
Ja jūs nekad neesat dzirdējis par šo materiālu, jūs noteikti esat redzējis elastīgu mobilo tālruņu attēlus, kas ir sarullējami uz plaukstas locītavas, vai datoru ekrānus, kas ļauj gaismai iziet cauri, un biezums ir gandrīz nemanāms cilvēka acīm. Tas ir tas, ko grafēns varētu dot tehnoloģijai - revolūcijai, kuru nav iespējams noteikt. Neizbēgami domāt par tādām futūristiskām filmām kā Minority Report.
Kas ir grafēns un kāda ir tā izcelsme?Grafēnu iegūst no oglekļa, un tas sastāv no atomiem, kas seko sešstūra struktūrai. Līdzīgi kā grafīts, ar tikai viena atoma biezumu, grafēns cietībā pārspēj dimantu, un tam ir nepareizas lieces spējas šāda stipruma materiālam.
No kurienes tiek iegūts grafēns?Pašlaik grafēna sintēzei tiek izmantotas vairākas metodes. Nelielu paraugu iegūšana šķiet vienkārša, un visizplatītākā metode ir tās ekstrakcija, izmantojot vienkāršu līmlenti kā instrumentu, ekstrahējot plānus grafīta slāņus, līdz iegūst grafēnu - slāni biezu vienu molekulu.
Rūpniecībā grafēnu iegūst, izmantojot dažādus procesus:

• Caur metāna gāzi tas tiek pārveidots, izmantojot CVD reaktoru, pārveidojot gāzi par grafēna loksnēm.

• Izmantojot ultraskaņas tīrīšanas līdzekli. Grafīts tiek oksidēts, iegūstot grafīta oksīdu - pulveri, kas suspendēts ūdenī un kas, pateicoties ultraskaņas tīrīšanas līdzekļiem, atdala dažādas grafēna loksnes.

Grafēna problēma ir tā augstās izmaksas, kas saistītas ar tā plaša mēroga ražošanu. Dažādos procesos grafēna tīrība iet pretēji ražošanas apjomam: jo vairāk grafēna iegūst vienā un tajā pašā procesā, jo lielāki piemaisījumi rodas no tā.
Grafēns ir izgatavots no oglekļa - bagātīga materiāla. Neticami, ka šo materiālu var iegūt no vienkāršas pildspalvas. Tik vienkārši un vienlaikus sarežģīti. Meklēšana un atklājumi sintēzes jautājumos, kā arī tā procesu iespējas par saprātīgu cenu iegūt lielus daudzumus iezīmēs šī pasakainā materiāla panākumus un ikdienas izmantošanu, kas mums nesīs progresu, un dažādās jomās pētniecībā un nozarēs.
Skatiet tālāk grafēna iespējamos lietojumus:

• Elastīgi un daudz triecienizturīgāki mobilie tālruņi

• Lielāks interneta ātrums. Pateicoties lieliskajām enerģijas un informācijas vadītāja īpašībām.

• Baterijas ar grafēna elektrodiem tālruņu baterijām, kas ilgst 10 reizes ilgāk nekā litija akumulators, un kuras uzlādē pārsteidzošā ātrumā. Lielāka kravnesība, ar mazāku svaru.

• Saules paneļi no grafēna loksnēm. Būdami lieliski autovadītāji, viņi daudz efektīvāk izmanto saņemto enerģiju (x3).

• Izmanto tekstilmateriālos un citos materiālos, kuriem nepieciešama aizsardzība, piemēram, ložu necaurlaidīgās vestēs.

• Grafēna kabeļi, kas aizstāj parastos šķiedru kabeļus.

Medicīnas jomā tiek atvērtas jaunas cerību durvis arī vēža ārstēšanā, pateicoties grafēna oksīdam, kas darbojas kā ārstēšana, kas iedarbojas uz skartajām šūnām, ir pilnīgi nekaitīga veselām šūnām.
Neatkarīgi no tā īpašībām šī revolucionārā materiāla nozīme paredzami ļoti pozitīvi ietekmēs dažu valstu ekonomiku; Tādējādi Eiropas Savienība plāno vadīt grafēna izpēti, izstrādi un pielietojumu. 2013. gadā ieguldījumi pētniecībā un attīstībā tika veikti sabiedrības interesēs, un šis skaitlis pārsniedz 1 miljardu eiro.
Mūsdienās ir daudz patentu, kas izplatīti visā pasaulē. Ķīna un ASV ir to valstu saraksta augšgalā, kurām ir vislielākais patentu skaits.
KopsavilkumsKopš atklāšanas ir izveidoti daudzi uzņēmumi. Sākot ar uzņēmumiem, kas veic oglekļa ieguvi, laboratoriju uzņēmumiem, kas pēta šo materiālu un atver jaunas izpētes jomas, līdz uzņēmumiem, kas ir atbildīgi par komercializāciju. Ir daudzas iespējamās lietojumprogrammas, kas ir intuitīvas un izriet no tā īpašībām, daudzas nozares, kas izrādījušas interesi, bet maz reālu lietojumu, ko esam redzējuši tirgū.
Pēdējos mēnešos mēs esam redzējuši ziņas par spuldzēm, kas ietaupītu enerģijas patēriņu, salīdzinot ar pašreizējām, un tām būtu ilgāks kalpošanas laiks. Tie vēl nav komercializēti, taču šķiet, ka drīz "viņi ieraudzīs gaismu". Nekad labāk nav teikts.
Īsāk sakot, uz šo materiālu un visā pasaulē ir daudz likmju. Grūti noticēt, ka lielās investīcijas un daudzu gadu centība nerada ekonomiski dzīvotspējīgus ražošanas procesus. Tā masveida ražošana pasaulē varētu radīt revolucionārus un pārsteidzošus efektus, aizvietojot tādus materiālus kā silīcijs vai neejot tālāk, plastmasu.

Grafēns vai zinātniskā fantastika? Nākotne ir tuvāk.