O grafén egy kétdimenziós kristály, amelyet szénatomok közötti kötések alkotnak, hatszögekkel, amelyek olyasmit alkotnak, mint egy drótháló vagy egy célháló. Ezért ez egy másik szintetikus szén-allotróp, amely az egyik természetes allotropjából, a grafitból származik, ugyanaz, amelyet ceruzákban használnak az íráshoz. Ennek az anyagnak van rendkívüli tulajdonságok, például az alábbiak:
é nagyon finom - atom vastagságú;
é nagyon ellenálló - arányaiban körülbelül 200-szor erősebb az acélnál és a gyémántnál;
é rugalmas;
A grafén könnyű, rugalmas, nagyon ellenálló és átlátszó anyag
magas hő- és elektromos vezetőképességű - elektromos vezetőképessége az 100-szor gyorsabb, mint a réz, amely a világon leggyakrabban használt karmester. Az első vizsgálatok azt mutatták, hogy az elektronok sebessége a grafénben 1000 km / s (60-szor gyorsabb, mint a szilícium, amely a félvezetőkben jelenleg használt elem, tranzisztorok hasábburgonya, napelemek és elektronikus áramkörök sokasága), és ennek a kristálynak nagyon jó minőségével elérheti a 3000 km / s sebességet;
é vízálló - képes még a héliumot is elzárni, egy rendkívül könnyű gázt;
nagy keménységű;
é nagyon könnyű és vékony, mint a szénszál, de rugalmasabb. Val vel 1,0 gramm grafén, 2700 m felületet lehet lefedni2;
kevesebb Joule hatása van - kevesebb energiát veszít hő formájában az elektronok vezetésével;
é átlátszó - átadja a fény 97,5% -át;
é olcsó - alapanyaga bőséges (a grafén bármilyen szén anyagból származhat);
képes önjavítani-ha.
Ennek az anyagnak a tulajdonságait 2004-ben kezdték tovább tanulmányozni és nyilvánosságra hozni Andre Geim és Konstantin Novoselov tudósok. Manchesteri Egyetem, aki ezért megkapta a fizikai Nobel-díjat 2010-ben. Ők grafént kapott, amikor egy grafitlap felületét tisztította, ragasztószalaggal fokozatosan koptatta.. Amikor atomi mikroszkóp alatt elemeztük a szalagon maradt grafitmaradványokat, azt látták, hogy ezek a maradékok a grafit hatszögletű kristályszerkezete, és amelyeknek szintén volt egy sajátos szimmetrikus elektronelrendezése, amely növelte az elektronokat vezetőképesség. A grafénben az elektronok úgy viselkednek, mintha nem lenne tömegük. A tesztek azt mutatták, hogy tranzisztorként nagyon jól működik.
Andre Geim és Konstantin Novoselov elnyerték a fizikai Nobel-díjat 2010-ben grafénnal kapcsolatos felfedezésekért *
Ahogy a szöveg is mutatja szén allotrópia, a grafitot olyan lemezek vagy hatszögrétegek alkotják, amelyek vonzódnak egymáshoz az űrben. A grafént ezek közül a lemezek közül csak egy alkotja nanometrikus arányban (1 nanométer egyenlő a méter milliárdoddal (10-9 m)). Ön szén nanocsövek becsomagolt grafének. A szén másik szintetikus allotrop formája, a C60 (buckminterfullerene) olyan, mint egy grafén, futball-labda alakjára hajtva.
Szén-allotróp szerkezetek - grafén, grafit, C-60 és szén nanocső
Így, mivel az összes említett tulajdonság egyetlen anyagban található meg, a kutatás a grafén felhasználásának lehetőségeiről, amelyek forradalmat ígérnek technikai.
A lehetségesek között alkalmazások grafén, amely megváltoztathatja az általunk ismert világot:
Megvanmegjeleníti rugalmas hogy összehajtható. Ilyenek például a tablettas és okostelefonok amelyeket elesve megtörnek. A grafén felhasználásával a érintőkijelző (érintőkijelző), rugalmas, átlátható és törhetetlen. Helyettesítené az érzékeny képernyőkön jelenleg használt ITO-t (indiummal adalékolt ón-oxidot);
gyorsítsa fel az internetet. Kimutatták, hogy a grafén képes az optikai adatok elektromos információkká történő átalakítására körülbelül százszor nagyobb sebességgel, mint az elektromos átalakítók;
használható az elektronikában a hő elvezetésére;
Érzékelők gyártásában, mivel a grafént teljes egészében a felület alakítja ki;
Fotonikus eszközökben;
Nál nélipar repülőgépipar, haditengerészet, autóipar és polgári;
Gyártásában kompozitok;
Nál nélorvosbiológiai területpéldául rugalmas és könnyű protézisek, valamint implantátumok készítéséhez;
a távközlés területén;
Az áramtermelésben, például napelemekben, hidrogéncellákban és tartós akkumulátorokban;
Érzékenyebb állókamerákon;
Nagy sebességű kábeleken;
Az energiát elnyelő festményeken.
Az Európai Közösség elindított egy programot, amely egymilliárd dollárt szán a grafén kutatására több országban. Ennek az anyagnak a kutatását Brazíliában elsősorban az Universidade Presbiteriana Mackenzie-n végzik, amely 30 millió reaált fektetett be a MackGrafe, a grafén kutatóközpontja.
Még várat magára, hogy a grafén mely alkalmazásai válnak valóra társadalmunkban.
* A kép szerzői joggal védett: rook76/Shutterstock.com
Írta: Jennifer Fogaça
Kémia szakon végzett
Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/grafenouma-revolucao-tecnologica.htm
