ო გრაფინი არის ორგანზომილებიანი ბროლი, რომელიც წარმოიქმნება ნახშირბადის ატომებს შორის, ექვსკუთხედებით, რომლებიც ქმნიან მავთულხლართების ან კარის ბადის მსგავსებას. ეს არის ნახშირბადის კიდევ ერთი სინთეზური ალოტროპი, რომელიც მოდის ერთი ბუნებრივი ალოტროპიდან, გრაფიტიდან, იგივე ფანქრების წერისას. ამ მასალას აქვს საგანგებო თვისებები, როგორიცაა ქვემოთ ნაჩვენები:
é ძალიან კარგი - ეს არის ატომის სისქე;
é ძალიან მდგრადია - ის დაახლოებით 200-ჯერ უფრო ძლიერია ვიდრე ფოლადი და უფრო ძლიერია ვიდრე ბრილიანტი, თავისი პროპორციებით;
é მოქნილი;
გრაფენი არის მსუბუქი, მოქნილი, ძალიან გამძლე და გამჭვირვალე მასალა
აქვს მაღალი თერმული და ელექტროგამტარობა - მისი ელექტროგამტარობაა 100 ჯერ უფრო სწრაფია, ვიდრე სპილენძი, რომელიც ყველაზე ხშირად გამოიყენება დირიჟორი მსოფლიოში. საწყისი კვლევების შედეგად დადგინდა, რომ ელექტრონების სიჩქარე გრაფენში არის 1000 კმ / წმ (სილიციუმზე 60 ჯერ უფრო სწრაფია, რომელი ელემენტია ამჟამად გამოყენებული ნახევარგამტარებში, ტრანზისტორებში ჩიპი, მზის უჯრედები და უამრავი ელექტრონული სქემა) და ამ კრისტალის ძალიან კარგი ხარისხით შეიძლება მიაღწიონ 3000 კმ / წმ სიჩქარეს;
é წყალგაუმტარი - შეუძლია ჰელიუმის დაბლოკვა, ძალიან მსუბუქი გაზი;
აქვს მაღალი სიმტკიცე;
é ძალიან მსუბუქი და გამხდარინახშირბადის ბოჭკოსავით, მაგრამ უფრო მოქნილია. თან 1,0 გრამი გრაფენი, შესაძლებელია 2700 მ ზედაპირის დაფარვა2;
აქვს ნაკლები ჯულის ეფექტი - ელექტრონების გატარებით კარგავს ნაკლებ ენერგიას სითბოს სახით;
é გამჭვირვალე - გადასცემს სინათლის 97,5% -ს;
é იაფი - მისი ნედლეული უხვადაა (გრაფინი შეიძლება წარმოიშვას ნებისმიერი ნახშირბადოვანი მასალისგან);
შეუძლია თვითრემონტი-თუკი
ამ მასალის თვისებების შესწავლა და გამჟღავნება დაიწყო 2004 წელს მეცნიერებმა ანდრე გეიმმა და კონსტანტინე ნოვოსელოვმა, მანჩესტერის უნივერსიტეტი, რომელმაც, შესაბამისად, მიიღო 2010 წელს ნობელის პრემია ფიზიკაში. ისინი მიღებული გრაფინი გრაფიტის დაფის ზედაპირის გაწმენდისას, თანდათანობით აცვიათ წებოვანი ლენტით.. როდესაც მათ გაანალიზეს გრაფიტის ნარჩენები, რომელიც რჩებოდა ფირზე ატომური მიკროსკოპის ქვეშ, დაინახეს, რომ ეს ნარჩენები ინარჩუნებს გრაფიტის ექვსკუთხა კრისტალური სტრუქტურა და რომელსაც ასევე ჰქონდა ელექტრონების თავისებური სიმეტრიული განლაგება, რაც ზრდის მათ კონდუქტომეტრული. გრაფენში ელექტრონები იქცევიან ისე, როგორც მასა არ აქვთ. ტესტებმა აჩვენა, რომ იგი ძალიან კარგად მუშაობდა, როგორც ტრანზისტორი.
ანდრე გეიმ და კონსტანტინე ნოვოსელოვმა მოიპოვეს 2010 წლის ნობელის პრემია ფიზიკაში გრაფენთან დაკავშირებული აღმოჩენებისათვის *
ნუ გაჩერდები ახლა... რეკლამის შემდეგ მეტია;)
როგორც ნაჩვენებია ტექსტში ნახშირბადის ალოტროპია, გრაფიტი იქმნება ჰექსაგონების ფირფიტებით ან ფენებით, რომლებიც სივრცეში ერთმანეთს იზიდავს. გრაფენი იქმნება ამ ფირფიტებიდან მხოლოდ ერთიდან, რომელსაც აქვს ნანომეტრიული პროპორციები (1 ნანომეტრი უდრის მეტრის მემილიარდედ ნაწილს (10-9 მ)). შენ ნახშირბადის ნანომილაკები ისინი შეფუთული გრაფენია. ნახშირბადის სხვა სინთეზური ალოტროპიული ფორმა, C60 (წიწიბურა), ჰგავს ფეხბურთის ბურთის ფორმაში დაკეცილ გრაფენს.
ნახშირბადის ალოტროპის სტრუქტურები - გრაფინი, გრაფიტი, C-60 და ნახშირბადის ნანომილაკი
ამრიგად, მას შემდეგ, რაც ნახსენები ყველა თვისება ერთ მასალაში იქნა ნაპოვნი, კვლევა ჩატარდა გრაფენის გამოყენების შესაძლებლობების შესახებ გამოიყენა ბერკეტები, რაც რევოლუციის პირობას დებს ტექნოლოგიური
შესაძლოთა შორის პროგრამები გრაფენის, რომელსაც შეუძლია შეცვალოს სამყარო, რომელიც ჩვენ ვიცით:
Მას აქვსაჩვენებს მოქნილი რომ შეიძლება დაიკეცოს. მაგალითად, ეკრანები ტაბლეტიდა სმარტფონებისათვის რომელსაც, როდესაც ისინი დაეცემიან, ისინი არღვევენ. გრაფენი გამოიყენებოდა ა შეეხე ეკრანს (შეეხე ეკრანს), მოქნილი, გამჭვირვალე და შეუვალი. იგი ჩაანაცვლებს ITO- ს (ინდიუმის დოპინგის თუნუქის ოქსიდს), რომელიც ამჟამად გამოიყენება მგრძნობიარე ეკრანებში;
დააჩქარე ინტერნეტი. ნაჩვენებია, რომ გრაფენს შეუძლია ოპტიკური და ელექტრონული ინფორმაციის გადაქცევა დაახლოებით 100 ჯერ უფრო სწრაფი სიჩქარით, ვიდრე ელექტრული გადამყვანი;
შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელექტრონიკაში სითბოს დასაშლელად;
სენსორების წარმოებაში, რადგან გრაფენი მთლიანად წარმოიქმნება ზედაპირის ფართობით;
ფოტონიკურ მოწყობილობებში;
საათზეინდუსტრია კოსმოსური, საზღვაო, საავტომობილო და სამოქალაქო;
წარმოებაში კომპოზიტები;
საათზებიოსამსახურიმაგალითად, მოქნილი და მსუბუქი პროთეზების, ასევე იმპლანტების გაკეთება;
ტელეკომუნიკაციებში;
ელექტროენერგიის წარმოებაში, მაგალითად, მზის პანელებში, წყალბადის უჯრედებსა და ხანგრძლივ ბატარეებში;
უფრო მგრძნობიარე ფოტოაპარატებზე;
მაღალსიჩქარიან კაბელებზე;
ნახატებში, რომლებიც ენერგიას ითვისებენ.
ევროპულმა საზოგადოებამ დაიწყო პროგრამა, რომლის საშუალებით მილიარდ დოლარს გამოყოფს გრაფენის კვლევა რამდენიმე ქვეყანაში. ბრაზილიაში ამ მასალების კვლევა ძირითადად Universidade Presbiteriana Mackenzie- ში ტარდება, რომელმაც 30 მილიონი რეალის ინვესტიცია განახორციელა მაკ გრეიფი, გრაფენის კვლევითი ცენტრი.
გასარკვევია, თუ გრაფენის რომელი გამოყენებები რეალობად იქცევა ჩვენს საზოგადოებაში.
* სურათის საავტორო უფლებები დაცულია: rook76/Shutterstock.com
ჯენიფერ ფოგაჩას მიერ
დაამთავრა ქიმია
გსურთ მიუთითოთ ეს ტექსტი სასკოლო ან აკადემიურ ნაშრომში? შეხედე:
FOGAÇA, ჯენიფერ როშა ვარგასი. "გრაფენი - ტექნოლოგიური რევოლუცია"; ბრაზილიის სკოლა. Ხელმისაწვდომია: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/grafenouma-revolucao-tecnologica.htm. წვდომა 2021 წლის 28 ივნისს.
Ქიმია
კომპოზიტები, კომპოზიტები, ასურელები, ბაბილონელები, თიხის აგური, რომლის შიგნით ჩალის, ნახშირბადის ბოჭკოვანი და ფისოვანი, თვითმფრინავის ფიუზელაჟი, ბუნებრივი კომპოზიტი, ძვლები, ელასტიური კოლაგენური ბოჭკოები დაფარული მყარი ფოსფატის ხერხემლის სტრუქტურით. კალციუმი
