Ö grafen tel örgü veya hedef ağ gibi bir şey oluşturan altıgenlerle karbon atomları arasındaki bağlardan oluşan iki boyutlu bir kristaldir. Bu nedenle, doğal allotroplarından biri olan grafitten gelen bir başka sentetik karbon allotropudur, aynı kalemlerde yazı yazmak için kullanılır. Bu malzeme var olağanüstü özellikler, aşağıda gösterilenler gibi:
é çok iyi - bir atom kalınlığındadır;
é son derece dayanıklı – kendi oranlarında çelikten yaklaşık 200 kat, elmastan yaklaşık 200 kat daha güçlüdür;
é esnek;
Grafen hafif, esnek, çok dayanıklı ve şeffaf bir malzemedir.
yüksek termal ve elektrik iletkenliğine sahiptir - onun elektrik iletkenliği Bakırdan 100 kat daha hızlı, dünyanın en çok kullanılan iletkenidir. İlk çalışmalar, grafen içindeki elektronların hızının 1000 km/s olduğunu gösterdi (Silikondan 60 kat daha hızlı, şu anda yarı iletkenlerde, transistörlerde kullanılan eleman olan cips, güneş pilleri ve çok sayıda elektronik devre) ve bu kristalin çok iyi kalitesiyle 3000 km/s hıza ulaşabilir;
é su geçirmez - son derece hafif bir gaz olan helyumu bile bloke edebilme;
yüksek sertliğe sahiptir;
é çok hafif ve ince, karbon fiber gibi ama daha esnek. İle 1.0 gram grafen, 2700 m'lik bir yüzeyi kaplamak mümkündür2;
daha az Joule etkisi vardır – elektronları ileterek ısı şeklinde daha az enerji kaybeder;
é şeffaf - ışığın %97,5'ini iletir;
é ucuz - hammaddesi boldur (grafen herhangi bir karbon malzemesinden gelebilir);
kendi kendine tamir edebilir-Eğer.
Bu malzemenin özellikleri, 2004 yılında bilim adamları Andre Geim ve Konstantin Novoselov tarafından daha fazla incelenmeye ve ifşa edilmeye başlandı. Manchester Üniversitesi, bu nedenle 2010 Nobel Fizik Ödülü'nü aldı. Onlar Bir grafit levhanın yüzeyini temizlerken elde edilen grafen, yavaş yavaş yapışkan bantla aşındırdı.. Bant üzerinde kalan grafit kalıntısını atomik mikroskop altında analiz ettiklerinde, bu kalıntıların Grafitin altıgen kristal yapısı ve ayrıca elektronların özel simetrik düzenine sahip olan, bu da onların iletkenlik. Grafende elektronlar kütleleri yokmuş gibi davranırlar. Testler, bir transistör olarak çok iyi çalıştığını gösterdi.
Andre Geim ve Konstantin Novoselov, grafenle ilgili keşifleri nedeniyle 2010 Nobel Fizik Ödülü'nü kazandı *
Metinde gösterildiği gibi karbon allotropisigrafit, uzayda birbirini çeken plakalar veya altıgen katmanlarından oluşur. Grafen, nanometrik oranlara sahip bu plakalardan sadece bir tanesi tarafından oluşturulur (1 nanometre, bir metrenin milyarda birine eşittir (10).-9 m)). Sen karbon nanotüpler onlar sarılmış grafenlerdir. Karbonun diğer sentetik allotropik formu olan C60 (buckminterfulleren), bir futbol topu şeklinde katlanmış grafen gibidir.
Karbon allotrop yapıları - grafen, grafit, C-60 ve karbon nanotüp
Böylece bahsedilen tüm nitelikler tek bir malzemede bulunduğundan araştırma, grafen kullanma olanakları hakkında, bir devrim olmayı vaat ederek teknolojik.
olası arasında uygulamalar bildiğimiz dünyayı değiştirebilecek grafen:
sahipgörüntüler esnek bu katlanabilir. Örnek ekranlar tabletve akıllı telefonlar ki, düştüklerinde kırılırlar. Grafen üretmek için kullanılacak dokunmatik ekran (dokunmatik ekran), esnek, şeffaf ve kırılmaz. Şu anda hassas ekranlarda kullanılan ITO'nun (indiyum katkılı kalay oksit) yerini alacak;
interneti hızlandırmak. Grafenin, elektriksel dönüştürücülerden yaklaşık 100 kat daha hızlı bir hızda optik bilgiyi elektriksel bilgiye dönüştürebildiği gösterilmiştir;
kullanılabilir ısıyı dağıtmak için elektronikte;
Sensör üretiminde, grafen tamamen yüzey alanından oluştuğu için;
Fotonik cihazlarda;
saatsanayi havacılık, denizcilik, otomotiv ve sivil;
üretiminde kompozitler;
saatbiyomedikal alanörneğin implantların yanı sıra esnek ve hafif protezler yapmak için;
telekomünikasyonda;
Güç üretimindegüneş panelleri, hidrojen hücreleri ve uzun ömürlü pillerde olduğu gibi;
Daha hassas fotoğraf makinelerinde;
Yüksek hızlı kablolarda;
Enerjiyi emen resimlerde.
Avrupa Topluluğu, çeşitli ülkelerde grafen araştırmalarına bir milyar dolar tahsis edecek bir program başlattı. Brezilya'da bu malzemeyle ilgili araştırmalar, esas olarak, bu malzemeyi oluşturmak için 30 milyon real yatırım yapan Universidade Presbiteriana Mackenzie'de yürütülmektedir. MackGrafe, grafen üzerine bir araştırma merkezi.
Hangi grafen uygulamalarının toplumumuzda gerçekte bir gerçeklik haline geleceğini henüz göreceğiz.
* Telif hakkıyla korunan görsel: kale 76/Shutterstock.com
Jennifer Foğaça tarafından
Kimya mezunu
Kaynak: Brezilya Okulu - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/grafenouma-revolucao-tecnologica.htm