През последните години се обръща много внимание на суперматериала графен. Но какво е графен? Е, представете си вещество, което е 200 пъти по-здраво от стоманата, но 1000 пъти по-леко от хартията.
През 2004 г. двама учени от университета в Манчестър, Андрей Гейм и Константин Новоселов, си „играха” с графита. Да, същото нещо, което намирате на върха на молив. Те бяха любопитни за материала и искаха да знаят дали може да бъде премахнат на един слой. Така те намериха необичаен инструмент: тиксо.
„Полагате [лентата] върху графит или слюда и след това отлепете горния слой“, обясни Хайм пред BBC. Графитните люспи летят от лентата. След това сгънете лентата наполовина и я залепете към горния лист, след което ги разделете отново. След това повторете този процес 10 или 20 пъти.
„Всеки път люспите се разпадат на все по-тънки и по-тънки люспи. Накрая върху колана остават много тънки люспи. Разтваряш лентата и всичко се разтваря.”
Изненадващо, методът на лентата направи чудеса. Този интересен експеримент доведе до откриването на еднослойни графенови люспи.
През 2010 г. Хейм и Новоселов получиха Нобелова награда за физика за откриването на графен, материал, съставен от въглеродни атоми, подредени в шестоъгълна решетка, подобна на пилешка тел.
Една от основните причини графенът да е толкова удивителен е неговата структура. Единичен слой от девствен графен изглежда като слой от въглеродни атоми, подредени в структура на шестоъгълна решетка. Тази структура на пчелна пита в атомен мащаб придава на графена неговата впечатляваща здравина.
Графенът също е електрическа суперзвезда. При стайна температура той провежда електричество по-добре от всеки друг материал.
Помните ли тези въглеродни атоми, които обсъждахме? Всеки от тях има допълнителен електрон, наречен пи електрон. Този електрон се движи свободно, което му позволява да провежда проводимост през множество слоеве графен с малко съпротивление.
Скорошно изследване на графена в Масачузетския технологичен институт (MIT) откри нещо почти магическо: когато леко (само 1,1 градуса) завъртите два слоя графен извън подравняване, графенът се превръща в свръхпроводник.
Това означава, че може да провежда електричество без съпротивление или топлина, отваряйки вълнуващи възможности за бъдеща свръхпроводимост при стайна температура.
Едно от най-очакваните приложения на графена е в батериите. Благодарение на неговата превъзходна проводимост, можем да произвеждаме графенови батерии, които се зареждат по-бързо и издържат по-дълго от съвременните литиево-йонни батерии.
Някои големи компании като Samsung и Huawei вече са поели по този път, целяйки да въведат тези постижения в нашите ежедневни джаджи.
„До 2024 г. очакваме набор от графенови продукти да бъдат на пазара“, каза Андреа Ферари, директор на Cambridge Graphene Center и изследовател във Graphene Flagship, инициатива, управлявана от European Graphene. Компанията инвестира 1 милиард евро в съвместни проекти. проекти. Алиансът ускорява развитието на графеновата технология.
Изследователските партньори на Flagship вече създават графенови батерии, които осигуряват 20% повече капацитет и 15% повече енергия от днешните най-добри високоенергийни батерии. Други екипи са създали базирани на графен соларни клетки, които са с 20 процента по-ефективни при преобразуването на слънчевата светлина в електричество.
Въпреки че има някои ранни продукти, които са впрегнали потенциала на графена, като спортно оборудване Head, най-доброто тепърва предстои. Както Ferrari отбеляза: „Ние говорим за графен, но в действителност говорим за голям брой опции, които се изучават. Нещата се движат в правилната посока.”
Тази статия е актуализирана с помощта на технология за изкуствен интелект, проверена на факти и редактирана от редакторите на HowStuffWorks.
Производителят на спортно оборудване Head е използвал този невероятен материал. Тяхната тенис ракета Graphene XT твърди, че е с 20% по-лека при същото тегло. Това е наистина революционна технология!
`;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+”_”); върне e+=`\n\t\t\t\t
Време на публикуване: 21 ноември 2023 г