О графен е двумерен кристал, образуван от връзки между въглеродните атоми, с шестоъгълници, които образуват нещо като телена мрежа или мрежа от цели. Следователно това е друг синтетичен алотроп на въглерод, идващ от един от неговите естествени алотропи, графит, същият, използван в моливите за писане. Този материал има изключителни свойства, като тези, показани по-долу:
é много добре - дебел е атом;
é силно устойчив - той е около 200 пъти по-здрав от стоманата и по-силен от диаманта, в рамките на неговите пропорции;
é гъвкав;
Графенът е лек, гъвкав, много устойчив и прозрачен материал
има висока топло- и електрическа проводимост - електрическата му проводимост е 100 пъти по-бързо от медта, който е най-използваният проводник в света. Първоначалните проучвания показват, че скоростта на електроните в графена е 1000 km / s (60 пъти по-бързо от силиция, което е елементът, използван в момента в полупроводници, транзистори за чипс, слънчеви клетки и множество електронни вериги) и могат да достигнат скорост от 3000 км / сек с много добро качество на този кристал;
é водоустойчив - да може да блокира дори хелий, изключително лек газ;
има висока твърдост;
é много лек и тънък, като въглеродни влакна, но по-гъвкави. С 1,0 грама графен, възможно е да се покрие повърхност от 2700 m2;
има по-малко Джоулов ефект - губи по-малко енергия под формата на топлина чрез провеждане на електрони;
é прозрачен - пропуска 97,5% от светлината;
é евтино - суровината му е в изобилие (графенът може да идва от всеки въглероден материал);
може да се саморемонтира-ако.
Свойствата на този материал започнаха да бъдат допълнително проучвани и разкривани през 2004 г. от учените Андре Гейм и Константин Новоселов, от Университет в Манчестър, поради което получи Нобелова награда за физика за 2010 г. Те получен графен при почистване на повърхността на графитна дъска, като постепенно се износва с лепяща лента.. Когато анализираха графитния остатък, останал на лентата под атомен микроскоп, те видяха, че тези остатъци поддържат хексагонална кристална структура на графита и която също имаше своеобразно симетрично разположение на електроните, което увеличаваше техните проводимост. В графена електроните се държат така, сякаш нямат маса. Тестовете показаха, че той работи много добре като транзистор.
Андре Гейм и Константин Новоселов спечелиха Нобелова награда за физика за 2010 г. за открития, свързани с графен *
Както е показано в текста въглеродна алотропия, графитът се образува от плочи или слоеве от шестоъгълници, които се привличат един към друг в пространството. Графенът се образува само от една от тези плочи с нанометрични пропорции (1 нанометър е равен на милиардна част от метър (10-9 м)). Вие въглеродни нанотръби те са увити графени. Другата синтетична алотропна форма на въглерод, С60 (buckminterfullerene), е като графен, сгънат във формата на футболна топка.
Въглеродни алотропни структури - графен, графит, C-60 и въглеродни нанотръби
По този начин, тъй като всички споменати качества са открити в един материал, изследването за възможностите за използване на графен се възползваха, обещавайки да бъде революция технологична.
Сред възможните приложения графен, който може да промени света, който познаваме, са:
То имапоказва гъвкав които могат да бъдат сгънати. Пример за това са екраните на таблеткапясък смартфони които при падане се счупват. Графенът ще се използва за получаване на тъч скрийн (тъч скрийн), гъвкав, прозрачен и нечуплив. Той би заменил ITO (легиран с индий калаен оксид), използван в момента в чувствителни екрани;
ускорете интернет. Доказано е, че графенът може да преобразува оптична в електрическа информация със скорост около 100 пъти по-бърза от електрическите преобразуватели;
може да се използва в електрониката за разсейване на топлината;
При производството на сензори, тъй като графенът се образува изцяло от повърхността;
В фотонните устройства;
Впромишленост космическа, военноморска, автомобилна и гражданска;
При производството на композити;
Вбиомедицинска областнапример да се правят гъвкави и леки протези, както и импланти;
в телекомуникациите;
В производството на електроенергия, като например в слънчеви панели, водородни клетки и дълготрайни батерии;
На по-чувствителни фотоапарати;
На високоскоростни кабели;
В картини, които абсорбират енергия.
Европейската общност стартира програма, която ще отдели един милиард долара за изследвания на графен в няколко държави. Изследване на този материал в Бразилия се извършва главно в Universidade Presbiteriana Mackenzie, който инвестира 30 милиона реала за създаване на MackGrafe, изследователски център за графен.
Остава да видим кои приложения на графен всъщност ще станат реалност в нашето общество.
* Изображение, защитено с авторски права: rook76/Shutterstock.com
От Дженифър Фогаса
Завършва химия
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/grafenouma-revolucao-tecnologica.htm
