Če ste bili v zadnjem desetletju kje v bližini znanstvene revije, ste naleteli na neko obliko presežka o grafenu - dvodimenzionalnem čudesnem gradivu, ki obljublja, da bo vse preobrazilo od računalništva do biomedicine.
Zahvaljujoč peščici izjemnih lastnosti je veliko aplikacij o aplikacijah grafena. Je milijon krat tanjši od človeških las, 200-krat pa močnejši od jekla. Je prilagodljiv, vendar lahko deluje kot popolna ovira in je odličen prevodnik električne energije. Vse to združite in imate material z množico potencialno revolucionarnih aplikacij.
kako preveriti iphone za vohunsko programsko opremo -
Kaj je grafen?
Grafen je ogljik, vendar v enoatomasti satasti rešetki. Če se vrnete nazaj k svojim starim poukom kemije, se boste spomnili, da imajo lahko materiali, sestavljeni v celoti iz ogljika, drastično različne lastnosti, odvisno od tega, kako so razporejeni njegovi atomi (različni alotropi). Grafit v svinčniku je na primer mehak in temen v primerjavi s trdim in prozornim diamantom v zaročnem prstanu. Strukture ogljika, ki jih je ustvaril človek, se ne razlikujejo; Buckminsterfullerene v obliki krogle deluje drugače kot zviti razponi ogljikovih nanocevk.
Grafen je izdelan iz pločevine ogljikovih atomov v šesterokotni rešetki. Od zgoraj navedenega je po obliki najbližji grafitu, toda čeprav je ta material izdelan iz dvodimenzionalnih listov ogljika, ki jih plast za plastjo držijo šibke medmolekularne vezi, je grafen debel le en list. Če bi lahko iz grafita lupili eno samo eno atom visoko plast ogljika, bi imeli grafen.
Zaradi šibkih medmolekularnih vezi v grafitu je videti mehka in luskava, karbonske vezi pa so same po sebi trdne. To pomeni, da je plošča, sestavljena izključno iz teh ogljikovih vezi, močna - približno 200-krat več kot najmočnejše jeklo, hkrati pa je prožna in pregledna.
Grafen je teoretiziran že dolgo in se po naključju proizvaja v majhnih količinah, dokler ljudje uporabljajo grafitne svinčnike. Njegova glavna izolacija in odkritje pa sta vezana na delo Andreja Geima in Konstantina Novoselova leta 2014 na Univerzi v Manchestru. Znanstvenika naj bi izvedla eksperimente v petek zvečer, kjer bi ideje preizkušala zunaj dnevnih služb. Med eno od teh sej so raziskovalci s škotskim trakom odstranili tanke plasti ogljika iz grude grafita. Ta pionirska raziskava je sčasoma pripeljala do komercialne proizvodnje grafena.
Potem ko sta leta 2010 prejela Nobelovo nagrado za fiziko, sta Geim in Novoselov Nobelovemu muzeju podarila razdelilnik traku.
kako ss posnetke, ne da bi oni vedeli
Za kaj lahko uporabim grafen?
Pomembno je omeniti, da znanstveniki razvijajo vse vrste materialov, ki temeljijo na grafenu. To pomeni, da je verjetno bolje razmišljati o grafenih, enako kot o plastiki. V bistvu lahko pojav grafena pripelje do povsem nove kategorije materiala, ne le do enega novega.
Glej sorodno Kaj je turbulenca? Razkritje enega od milijon dolarjev vrednih fizikalnih vprašanj 'Diamantni dež', ki ga najdemo na Uranu, je bilo ponovno ustvarjeno na Zemlji - in bi lahko pomagalo rešiti našo naraščajočo energetsko krizo.
Kar zadeva aplikacije, se raziskujejo področja, kot so biomedicina in elektronika, na področju zaščite pridelkov in pakiranja živil. Če bi lahko na primer spreminjali površinske lastnosti grafena, bi lahko bil izjemen material za dostavo zdravil, medtem ko bi prevodnost in prožnost materiala lahko napovedovala novo generacijo vezij na dotik ali zložljivih nosljivih naprav.
Dejstvo, da je grafen sposoben ustvariti popolno oviro za tekočine in pline, pomeni, da ga lahko uporabimo tudi z drugimi materiali za filtriranje poljubnega števila spojin in elementov - vključno s helijem, ki ga je izjemno težko blokirati. To ima vrsto uporab, ko gre za industrijo, lahko pa se izkaže tudi kot zelo koristno za okoljske potrebe glede filtracije vode.
Večnamenske lastnosti grafena odpirajo vrata ogromni uporabi kompozitov. Medtem ko se je veliko razmišljalo o tem, kako lahko spodbudi že obstoječe tehnologije, bo nenehni napredek na tem področju sčasoma pripeljal do povsem novih področij, ki bi bila prej nemogoča. Bi lahko videli, da se pojavlja povsem nov razred vesoljskega inženirstva? Kaj pa optični vsadki razširjene resničnosti? Glede na videz bomo ugotovili 21. stoletje.
