V posledných rokoch sa veľká pozornosť venuje supermateriálu grafénu. Ale čo je grafén? No predstavte si látku, ktorá je 200-krát pevnejšia ako oceľ, no 1000-krát ľahšia ako papier.
V roku 2004 sa dvaja vedci z Manchesterskej univerzity, Andrei Geim a Konstantin Novoselov, „hrali“ s grafitom. Áno, to isté, čo nájdete na špičke ceruzky. Boli zvedaví na materiál a chceli vedieť, či sa dá odstrániť v jednej vrstve. Našli teda nezvyčajný nástroj: lepiacu pásku.
"Položíte pásku na grafit alebo sľudu a potom odlepíte vrchnú vrstvu," vysvetlil Heim pre BBC. Z pásky odletujú grafitové vločky. Potom zložte pásku na polovicu a prilepte ju k hornému listu a potom ich znova oddeľte. Potom tento proces zopakujte 10 alebo 20 krát.
"Zakaždým, keď sa vločky rozpadajú na tenšie a tenšie vločky. Nakoniec na páse zostanú veľmi tenké vločky. Rozpustíte pásku a všetko sa rozpustí.“
Prekvapivo, pásková metóda dokázala zázraky. Tento zaujímavý experiment viedol k objavu jednovrstvových grafénových vločiek.
V roku 2010 dostali Heim a Novoselov Nobelovu cenu za fyziku za objav grafénu, materiálu zloženého z atómov uhlíka usporiadaných do šesťhrannej mriežky podobnej kuraciemu drôtu.
Jedným z hlavných dôvodov, prečo je grafén taký úžasný, je jeho štruktúra. Jedna vrstva nedotknutého grafénu sa javí ako vrstva atómov uhlíka usporiadaná do šesťuholníkovej mriežkovej štruktúry. Táto voštinová štruktúra v atómovom meradle dáva grafénu jeho pôsobivú silu.
Grafén je tiež elektrická superstar. Pri izbovej teplote vedie elektrinu lepšie ako akýkoľvek iný materiál.
Pamätáte si tie atómy uhlíka, o ktorých sme hovorili? No, každý z nich má ďalší elektrón nazývaný pí elektrón. Tento elektrón sa voľne pohybuje, čo mu umožňuje viesť vedenie cez viacero vrstiev grafénu s malým odporom.
Nedávny výskum grafénu na Massachusetts Institute of Technology (MIT) objavil niečo takmer magické: keď mierne (iba o 1,1 stupňa) pootočíte dve vrstvy grafénu mimo zarovnanie, grafén sa stane supravodičom.
To znamená, že môže viesť elektrinu bez odporu alebo tepla, čo otvára vzrušujúce možnosti pre budúcu supravodivosť pri izbovej teplote.
Jedna z najočakávanejších aplikácií grafénu je v batériách. Vďaka vynikajúcej vodivosti môžeme vyrábať grafénové batérie, ktoré sa nabíjajú rýchlejšie a vydržia dlhšie ako moderné lítium-iónové batérie.
Niektoré veľké spoločnosti ako Samsung a Huawei sa už vydali touto cestou s cieľom zaviesť tieto pokroky do našich každodenných gadgetov.
„Očakávame, že do roku 2024 bude na trhu celý rad produktov z grafénu,“ povedala Andrea Ferrari, riaditeľka Cambridge Graphene Center a výskumníčka z vlajkovej lode Graphene, iniciatívy riadenej European Graphene. Spoločnosť investuje 1 miliardu eur do spoločných projektov. projektov. Aliancia urýchľuje vývoj grafénovej technológie.
Výskumní partneri vlajkovej lode už vytvárajú grafénové batérie, ktoré poskytujú o 20 % väčšiu kapacitu a o 15 % viac energie ako súčasné najlepšie vysokoenergetické batérie. Iné tímy vytvorili solárne články na báze grafénu, ktoré sú o 20 percent efektívnejšie pri premene slnečného svetla na elektrinu.
Aj keď existujú niektoré skoré produkty, ktoré využili potenciál grafénu, ako napríklad športové vybavenie Head, to najlepšie ešte len príde. Ako poznamenal Ferrari: „Hovoríme o graféne, ale v skutočnosti hovoríme o veľkom množstve možností, ktoré sa študujú. Veci sa hýbu správnym smerom."
Tento článok bol aktualizovaný pomocou technológie umelej inteligencie, overený faktami a upravený editormi HowStuffWorks.
Výrobca športového vybavenia Head použil tento úžasný materiál. Ich tenisová raketa Graphene XT tvrdí, že je o 20% ľahšia pri rovnakej hmotnosti. Toto je skutočne revolučná technológia!
`;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_authors_t_html); .replaceAll('”pt','”pt'+t.id+”_”); návrat e+=`\n\t\t\t\t
Čas odoslania: 21. novembra 2023