Ak ste sa za posledné desaťročie pohybovali v blízkosti vedeckého časopisu, narazili ste na nejakú formu superlatívu o graféne - dvojrozmernom zázračnom materiáli, ktorý sľubuje transformáciu všetkého od počítačov k biomedicíne.
Vďaka použitiu niekoľkých pozoruhodných vlastností je okolo aplikácií grafénu veľa humbuku. Je miliónkrát tenší ako ľudský vlas, ale 200-krát silnejší ako oceľ. Je flexibilný, ale môže pôsobiť ako dokonalá bariéra a je vynikajúcim vodičom elektriny. Spojte to všetko a získate materiál s množstvom potenciálne revolučných aplikácií.
prečo mi dvakrát klikne myš
Čo je to grafén?
Grafén je uhlík, ale vo voštinovej mriežke s hrúbkou jedného atómu. Ak sa vrátite do svojich starých hodín chémie, spomeniete si, že materiály zložené výhradne z uhlíka môžu mať drasticky odlišné vlastnosti, v závislosti od toho, ako sú usporiadané jeho atómy (rôzne alotropy). Grafit vo vašej ceruzke je napríklad mäkký a tmavý v porovnaní s tvrdým a priehľadným diamantom vo vašom zásnubnom prsteňu. Uhlíkové štruktúry vyrobené človekom sa nelíšia; guľôčkový Buckminsterfullerene pôsobí odlišne ako zvinuté usporiadanie uhlíkových nanorúrok.
Grafén je vyrobený z plátu atómov uhlíka v šesťuholníkovej mriežke. Z vyššie uvedeného má najbližšiu formu ku grafitu, ale zatiaľ čo tento materiál je vyrobený z dvojrozmerných plátov uhlíka držaných vrstva po vrstve slabými medzimolekulovými väzbami, grafén je hrubý iba jeden plát. Keby ste dokázali odlúpnuť jedinú vrstvu uhlíka s vysokým obsahom jedného atómu z grafitu, mali by ste grafén.
Slabé medzimolekulové väzby v grafite pôsobia mäkko a ako vločka, ale samotné uhlíkové väzby sú robustné. To znamená, že plech zložený výlučne z týchto uhlíkových väzieb je silný - asi 200-krát viac ako najpevnejšia oceľ, a zároveň je pružný a priehľadný.
Grafén sa teoretizuje už dlho a náhodne sa vyrába v malom množstve, pokiaľ ľudia používajú grafitové ceruzky. Jeho hlavná izolácia a objav je však ukotvený na diele Andrého Geima a Konstantina Novoselova v roku 2014 na univerzite v Manchestri. Dvaja vedci údajne uskutočnili experimenty v piatok večer, kde testovali nápady mimo svojej dennej práce. Počas jedného z týchto sedení vedci pomocou škótskej pásky odstránili z hrudky grafitu tenké vrstvy uhlíka. Tento priekopnícky výskum nakoniec viedol ku komerčnej výrobe grafénu.
Po tom, čo v roku 2010 získali Nobelovu cenu za fyziku, Geim a Novoselov darovali páskový automat Nobelovmu múzeu.
Ako odstrániť profil Netflix na iPhone 2019
Na čo sa dá použiť grafén?
Je potrebné poznamenať, že vedci vyvíjajú najrôznejšie materiály založené na graféne. To znamená, že je asi lepšie premýšľať o grafénoch, rovnako ako o plastoch. Príchod grafénu má v zásade priestor viesť k úplne novej kategórii materiálu, nielen k jednému novému materiálu.
Pozri súvisiace Čo je turbulencia? Odhalenie jednej z miliónov dolárových otázok z fyziky „Diamantový dážď“ nájdených na Uráne bolo znovu vytvorených na Zemi - a mohlo by to pomôcť vyriešiť našu rastúcu energetickú krízu. Kvantové výpočty dospievajú
Pokiaľ ide o aplikácie, výskum sa vykonáva v tak rozsiahlych oblastiach, ako je biomedicína a elektronika, až po ochranu plodín a balenie potravín. Napríklad schopnosť modifikovať povrchové vlastnosti grafénu by z neho mohla urobiť vynikajúci materiál na dodávku liekov, zatiaľ čo vodivosť a flexibilita materiálu by mohli ohlasovať novú generáciu obvodov dotykovej obrazovky alebo skladacích nositeľných zariadení.
Skutočnosť, že grafén je schopný tvoriť dokonalú bariéru pre kvapaliny a plyny, znamená, že sa dá použiť aj s inými materiálmi na filtrovanie ľubovoľného množstva zlúčenín a prvkov - vrátane hélia, ktoré je mimoriadne ťažko blokovateľným plynom. Má mnoho aplikácií, pokiaľ ide o priemysel, ale môže byť veľmi užitočný aj pre potreby životného prostredia týkajúce sa filtrácie vody.
Multifunkčné vlastnosti grafénu otvárajú dvere obrovskému množstvu kompozitných použití. Aj keď sa veľa myslelo na to, ako môže podporiť už existujúce technológie, neustály pokrok v tejto oblasti nakoniec povedie k úplne novým oblastiam, ktoré by predtým boli nemožné. Mohli by sme vidieť úplne novú triedu leteckého inžinierstva? Čo optické implantáty s rozšírenou realitou? Podľa jeho vzhľadu sa dozvieme 21. storočie.
