그래 핀 – 기술 혁명. 그래 핀 조성

영형 그래 핀 탄소 원자 사이의 결합에 의해 형성된 2 차원 결정으로, 철망 또는 골망과 같은 것을 형성하는 육각형이 있습니다. 따라서 그것은 자연 동소체 중 하나 인 흑연에서 나오는 탄소의 또 다른 합성 동소체이며, 쓰기를 위해 연필에 사용되는 것과 동일합니다. 이 자료에는 특별한 속성, 예를 들면 아래와 같습니다.

• é 아주 좋은 - 그것은 원자 두께입니다.

• é 높은 내성- 비율 내에서 강철보다 약 200 배 강하고 다이아몬드보다 강합니다.

• é 융통성 있는;

그래 핀은 가볍고 유연하며 내구성이 뛰어나고 투명한 소재입니다.

• 열 및 전기 전도도가 높습니다. 그것의 전기 전도도는 구리보다 100 배 빠름, 세계에서 가장 많이 사용되는 지휘자입니다. 초기 연구에 따르면 그래 핀의 전자 속도는 1000km / s (실리콘보다 60 배 빠름, 현재 반도체, 트랜지스터에 사용되는 요소입니다. 작은 조각, 태양 전지 및 다양한 전자 회로)이 크리스탈의 매우 좋은 품질로 3000 km / s의 속도에 도달 할 수 있습니다.

• é 방수 - 극도로 가벼운 가스 인 헬륨도 차단할 수 있습니다.

• 경도가 높다;

• é 매우 가볍고 얇은, 탄소 섬유와 같지만 더 유연합니다. 와 1.0g의 그래 핀, 2700m의 표면을 덮을 수 있습니다²;

• 줄 효과가 적습니다. 전자를 전도하여 열 형태로 더 적은 에너지를 잃습니다.

• é 투명- 빛의 97.5 %를 투과합니다.

• é 저렴한- 그 원료는 풍부합니다 (그래 핀은 모든 탄소 재료에서 나올 수 있습니다).

• 자가 수리 가능-만약.

이 물질의 특성은 2004 년에 과학자 Andre Geim과 Konstantin Novoselov에 의해 더 연구되고 공개되기 시작했습니다. 맨체스터 대학교, 따라서 2010 년 노벨 물리학상을 수상했습니다. 그들 그래파이트 보드 표면을 청소할 때 얻은 그래 핀을 접착 테이프로 서서히 마모시킵니다.. 원자 현미경으로 테이프에 남아있는 흑연 잔류 물을 분석 한 결과, 이 잔류 물이 흑연의 육각형 결정 구조이며 전자의 독특한 대칭 배열을 가지고 전도도. 그래 핀에서 전자는 마치 질량이없는 것처럼 행동합니다. 테스트 결과 트랜지스터처럼 잘 작동하는 것으로 나타났습니다.

Andre Geim과 Konstantin Novoselov, 그래 핀 관련 발견으로 2010 년 노벨 물리학상 수상 *

지금 멈추지 마세요... 광고 후 더 있습니다;)

텍스트에 표시된대로 탄소 동소체, 흑연은 공간에서 서로 끌어 당기는 육각형의 판 또는 층에 의해 형성됩니다. 그래 핀은 나노 미터 비율 (1 나노 미터는 미터의 10 억분의 1과 같음^-9 미디엄)). 당신 탄소 나노 튜브 포장 된 그래 핀입니다. 탄소의 다른 합성 동소체 형태 인 C₆₀ (Buckminterfullerene), 마치 축구 공 모양으로 접힌 그래 핀과 같습니다.

탄소 동소체 구조-그래 핀, 흑연, C-60 및 탄소 나노 튜브

따라서 언급 된 모든 특성이 단일 재료에서 발견되었으므로 그래 핀 사용의 가능성에 대해 기술.

가능한 것 중 응용 프로그램 우리가 알고있는 세상을 바꿀 수있는 그래 핀은 다음과 같습니다.

• 그것은 가지고있다디스플레이 융통성 있는 접을 수 있습니다. 예는 다음의 화면입니다. 태블릿모래 스마트 폰 떨어지면 부서집니다. 그래 핀은 터치 스크린 (터치 스크린), 유연, 투명하고 깨지지 않습니다. 현재 민감한 스크린에 사용되는 ITO (인듐 도핑 된 산화 주석)를 대체합니다.

• 인터넷 속도를 높이다. 그래 핀은 전기 변환기보다 약 100 배 빠른 속도로 광학 정보를 전기 정보로 변환 할 수있는 것으로 나타났습니다.

• 사용할 수 있습니다 열을 발산하는 전자 제품;

• 센서 생산에서, 그래 핀은 전적으로 표면적에 의해 형성되기 때문에;

• 광자 장치에서;

• 에서산업 항공 우주, 해군, 자동차 및 민간;

• 생산에서 복합재;

• 에서생의학 분야예를 들어, 유연하고 가벼운 보철물과 임플란트를 만들기 위해;

• 통신에서;

• 발전에서, 예를 들어 태양 전지판, 수소 전지 및 오래가는 배터리;

• 더 민감한 스틸 카메라에서;

• 고속 케이블;

• 에너지를 흡수하는 그림에서.

유럽 ​​공동체는 여러 국가에서 그래 핀 연구에 10 억 달러를 할당하는 프로그램을 시작했습니다. 브라질에서이 물질에 대한 연구는 주로 Universidade Presbiteriana Mackenzie에서 수행되며, 이 연구는 3 천만 레알을 투자하여 MackGrafe, 그래 핀 연구 센터.

그래 핀의 어떤 응용이 실제로 우리 사회에서 현실이 될지는 지켜봐야합니다.

* 저작권이있는 이미지: rook76/Shutterstock.com

작성자: Jennifer Fogaça
화학 전공

이 텍스트를 학교 또는 학업에서 참조 하시겠습니까? 보기:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "그래 핀 – 기술 혁명"; 브라질 학교. 가능: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/grafenouma-revolucao-tecnologica.htm. 2021 년 6 월 28 일 액세스.