В останні роки велика увага приділяється надматеріалу графену. Але що таке графен? Ну, уявіть собі речовину, яка в 200 разів міцніша за сталь, але в 1000 разів легша за папір.
У 2004 році двоє вчених з Манчестерського університету Андрій Гейм і Костянтин Новосьолов «пограли» з графітом. Так, те саме, що ви знайдете на кінчику олівця. Їм був цікавий матеріал і вони хотіли знати, чи можна його видалити одним шаром. Тож вони знайшли незвичайний інструмент: клейку стрічку.
«Ви накладаєте [стрічку] на графіт або слюду, а потім знімаєте верхній шар», — пояснив Хайм BBC. Від стрічки відлітають лусочки графіту. Потім складіть стрічку навпіл і приклейте її до верхнього аркуша, потім знову розділіть їх. Потім ви повторюєте цей процес 10 або 20 разів.
«З кожним разом пластівці розпадаються на все більш тонкі пластівці. У підсумку на поясі залишаються дуже тонкі пластівці. Ви розчиняєте стрічку, і все розчиняється».
Дивно, але стрічковий метод творив чудеса. Цей цікавий експеримент призвів до відкриття одношарових графенових пластівців.
У 2010 році Хейм і Новосьолов отримали Нобелівську премію з фізики за відкриття графену, матеріалу, що складається з атомів вуглецю, розташованих у гексагональну решітку, схожу на курячий дріт.
Однією з головних причин, чому графен такий дивовижний, є його структура. Один шар незайманого графену виглядає як шар атомів вуглецю, розташованих у структурі гексагональної решітки. Ця стільникова структура атомного масштабу надає графену вражаючої міцності.
Графен також є електричною суперзіркою. При кімнатній температурі він проводить електрику краще, ніж будь-який інший матеріал.
Пам’ятаєте ті атоми вуглецю, про які ми говорили? Що ж, у кожного з них є додатковий електрон, який називається пі-електроном. Цей електрон рухається вільно, дозволяючи йому проводити провідність через кілька шарів графену з невеликим опором.
Нещодавні дослідження графену в Массачусетському технологічному інституті (MIT) виявили щось майже магічне: коли ви злегка (лише на 1,1 градуса) повертаєте два шари графену, не вирівнюючи, графен стає надпровідником.
Це означає, що він може проводити електрику без опору або тепла, що відкриває захоплюючі можливості для майбутньої надпровідності при кімнатній температурі.
Одне з найбільш очікуваних застосувань графену – це акумулятори. Завдяки його чудовій провідності ми можемо виробляти графенові батареї, які заряджаються швидше та працюють довше, ніж сучасні літій-іонні батареї.
Деякі великі компанії, такі як Samsung і Huawei, вже пішли цим шляхом, прагнучи впровадити ці досягнення в наші щоденні гаджети.
«Ми очікуємо, що до 2024 року на ринку з’явиться низка графенових продуктів», — сказав Андреа Феррарі, директор Кембриджського графенового центру та дослідник Graphene Flagship, ініціативи European Graphene. У спільні проекти компанія інвестує 1 млрд євро. проекти. Альянс прискорює розвиток технології графену.
Дослідницькі партнери Flagship вже створюють графенові батареї, які забезпечують на 20% більше ємності та на 15% більше енергії, ніж найкращі сучасні високоенергетичні батареї. Інші команди створили сонячні батареї на основі графену, які на 20 відсотків ефективніше перетворюють сонячне світло в електрику.
Хоча є деякі ранні продукти, які використовують потенціал графену, наприклад спортивне обладнання Head, найкраще ще попереду. Як зазначив Феррарі: «Ми говоримо про графен, але насправді ми говоримо про велику кількість варіантів, які вивчаються. Справи рухаються в правильному напрямку».
Цю статтю було оновлено за допомогою технології штучного інтелекту, перевірено фактами та відредаговано редакторами HowStuffWorks.
Виробник спортивного обладнання Head використав цей дивовижний матеріал. Їхня тенісна ракетка Graphene XT на 20% легша за такої ж ваги. Це справді революційна технологія!
`;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);var i=t.body_html .replaceAll('”pt','”pt'+t.id+”_”); повернути e+=`\n\t\t\t\t
Час публікації: 21 листопада 2023 р