Dacă v-ați apropiat de o revistă științifică în ultimul deceniu sau cam așa, veți întâlni o formă de superlativ despre grafen - materialul minunat bidimensional care promite să transforme totul, de la calcul la biomedicină.
Există o mulțime de hype despre aplicațiile grafenului, datorită unei mână de proprietăți remarcabile. Este de 1 milion de ori mai subțire decât un păr uman, dar de 200 de ori mai puternic decât oțelul. Este flexibil, dar poate acționa ca o barieră perfectă și este un excelent conductor de electricitate. Puneți toate acestea la un loc și aveți un material cu o multitudine de aplicații potențial revoluționare.
cum să verificați orele pe Minecraft
Ce este grafenul?
Grafenul este carbon, dar într-o rețea de fagure de un atom gros. Dacă reveniți la vechile lecții de chimie, vă veți aminti că materialele compuse în întregime din carbon pot avea proprietăți drastic diferite, în funcție de modul în care sunt aranjați atomii săi (alotropi diferiți). Grafitul din firul de creion, de exemplu, este moale și întunecat în comparație cu diamantul dur și transparent din inelul de logodnă. Structurile de carbon create de om nu sunt diferite; Buckminsterfullerena în formă de bilă acționează diferit de aranjamentele înfășurate ale nanotuburilor de carbon.
Grafenul este format dintr-o foaie de atomi de carbon într-o rețea hexagonală. Dintre cele de mai sus, este cea mai apropiată ca formă de grafit, dar, în timp ce acel material este realizat din foi bidimensionale de carbon ținute strat-strat prin legături intermoleculare slabe, grafenul are o grosime de o singură foaie. Dacă ați fi capabil să curățați un singur strat de carbon cu un singur atom de grafit, ați avea grafen.
Legăturile slabe intermoleculare din grafit îl fac să pară moale și fulgios, dar legăturile de carbon în sine sunt robuste. Aceasta înseamnă că o foaie compusă exclusiv din aceste legături de carbon este puternică - de aproximativ 200 de ori mai mult decât cel mai puternic oțel, fiind în același timp flexibilă și transparentă.
Grafenul a fost teoretizat de multă vreme și produs accidental în cantități mici, atâta timp cât oamenii folosesc creioane de grafit. Cu toate acestea, principala sa izolare și descoperire se bazează pe opera lui Andre Geim și Konstantin Novoselov, în 2014, la Universitatea din Manchester. Cei doi oameni de știință ar fi organizat experimente de vineri seară, unde ar testa idei în afara muncii lor de zi cu zi. În timpul uneia dintre aceste sesiuni, cercetătorii au folosit bandă scotch pentru a îndepărta straturile subțiri de carbon dintr-o bucată de grafit. Această cercetare pionieră a condus în cele din urmă la producția comercială de grafen.
După ce au câștigat Premiul Nobel pentru fizică în 2010, Geim și Novoselov au donat distribuitorul de benzi Muzeului Nobel.
eliminați protecția la scriere de pe unitatea de memorie
La ce se poate folosi grafenul?
Un lucru important de remarcat este că oamenii de știință dezvoltă tot felul de materiale bazate pe grafen. Aceasta înseamnă că este mai bine să ne gândim la grafeni, în același mod în care ne-am gândi la materiale plastice. În esență, apariția grafenului are scopul de a conduce la o categorie complet nouă de materiale, nu doar la un material nou.
A se vedea în legătură Ce este turbulența? Descoperirea uneia dintre întrebările de milioane de dolari ale fizicii „Ploaia de diamant” găsită pe Uranus a fost recreată pe Pământ - și ar putea ajuta la rezolvarea crizei noastre energetice în creștere. Calculul cuantic ajunge la vârstă
În ceea ce privește aplicațiile, se fac cercetări în domenii la fel de largi precum biomedicina și electronica pentru protecția culturilor și ambalarea alimentelor. A putea modifica proprietățile suprafeței grafenului, de exemplu, l-ar putea transforma într-un material remarcabil pentru administrarea medicamentelor, în timp ce conductivitatea și flexibilitatea materialului ar putea anunța o nouă generație de circuite cu ecran tactil sau dispozitive portabile pliabile.
Faptul că grafenul este capabil să formeze o barieră perfectă pentru lichide și gaze înseamnă că poate fi utilizat și cu alte materiale pentru a filtra orice număr de compuși și elemente - inclusiv heliu, care este un gaz excepțional de dificil de blocat. Aceasta are o gamă largă de aplicații atunci când vine vorba de industrie, dar s-ar putea dovedi, de asemenea, foarte utilă nevoilor de mediu din jurul filtrării apei.
Proprietățile multifuncționale ale grafenului deschid ușile către o cantitate enormă de utilizări compozite. Deși s-au gândit mult la modul în care poate stimula tehnologiile preexistente, progresele continue în domeniu vor duce în cele din urmă la domenii cu totul noi, care anterior ar fi fost imposibile. Am putea vedea cum apare o nouă clasă de inginerie aerospațială? Dar implanturile optice de realitate augmentată? După cum arată, secolul 21 este momentul în care vom afla.
