У апошнія гады вялікая ўвага надаецца звышматэрыялу графену. Але што такое графен? Ну, уявіце сабе рэчыва, якое ў 200 разоў мацнейшае за сталь, але ў 1000 разоў лягчэйшае за паперу.
У 2004 годзе двое навукоўцаў з Манчэстэрскага ўніверсітэта Андрэй Гейм і Канстанцін Навасёлаў «пагулялі» з графітам. Так, тое самае, што вы знойдзеце на кончыку алоўка. Іх зацікавіў матэрыял і яны хацелі ведаць, ці можна яго выдаліць у адзін пласт. Так яны знайшлі незвычайны інструмент: клейкую стужку.
«Вы накладваеце [стужку] на графіт або слюду, а потым здымаеце верхні пласт», — патлумачыў Хайм BBC. Са стужкі адлятаюць графітавыя шматкі. Затым складзеце стужку напалову і прыляпіце яе да верхняга лісту, пасля чаго зноў падзяліце іх. Затым вы паўтараеце гэты працэс 10 ці 20 разоў.
«З кожным разам шматкі распадаюцца на ўсё больш тонкія шматкі. У выніку на поясе застаюцца вельмі тонкія шматкі. Распускаеш стужку — і ўсё распускаецца».
Дзіўна, але метад стужкі тварыў цуды. Гэты цікавы эксперымент прывёў да адкрыцця аднаслаёвых графенавых шматкоў.
У 2010 годзе Хайм і Навасёлаў атрымалі Нобелеўскую прэмію па фізіцы за адкрыццё графена, матэрыялу, які складаецца з атамаў вугляроду, размешчаных у шасцікутнай рашотцы, падобнай да курынага дроту.
Адной з асноўных прычын, чаму графен такі дзіўны, з'яўляецца яго структура. Адзіны пласт некранутага графена выглядае як пласт атамаў вугляроду, размешчаных у шасцікутнай рашотцы. Гэтая ячэістая структура атамнага маштабу надае графену ўражлівую трываласць.
Графен таксама з'яўляецца электрычнай суперзоркай. Пры пакаёвай тэмпературы ён праводзіць электрычнасць лепш, чым любы іншы матэрыял.
Памятаеце тыя атамы вугляроду, якія мы абмяркоўвалі? Што ж, у кожнага з іх ёсць дадатковы электрон, які называецца пі-электрон. Гэты электрон рухаецца свабодна, што дазваляе яму праводзіць праводнасць праз некалькі слаёў графена з невялікім супрацівам.
Нядаўняе даследаванне графена ў Масачусецкім тэхналагічным інстытуце (MIT) выявіла нешта амаль чароўнае: калі вы крыху (усяго на 1,1 градуса) паварочваеце два пласта графена, не выраўноўваючы іх, графен становіцца звышправадніком.
Гэта азначае, што ён можа праводзіць электрычнасць без супраціву і цяпла, што адкрывае захапляльныя магчымасці для будучай звышправоднасці пры пакаёвай тэмпературы.
Адно з самых чаканых прымянення графена - у батарэях. Дзякуючы яго найвышэйшай праводнасці мы можам вырабляць графенавыя батарэі, якія зараджаюцца хутчэй і служаць даўжэй, чым сучасныя літый-іённыя батарэі.
Некаторыя буйныя кампаніі, такія як Samsung і Huawei, ужо пайшлі па гэтым шляху, імкнучыся ўкараніць гэтыя дасягненні ў нашы штодзённыя гаджэты.
«Да 2024 года мы чакаем, што шэраг графенавых прадуктаў з'явіцца на рынку», — сказаў Андрэа Ферары, дырэктар Кембрыджскага графенавага цэнтра і навуковы супрацоўнік Graphene Flagship, ініцыятывы European Graphene. У сумесныя праекты кампанія інвесціруе 1 мільярд еўра. праектаў. Альянс паскарае развіццё тэхналогіі графена.
Даследчыя партнёры Flagship ужо ствараюць графенавыя акумулятары, якія забяспечваюць на 20% больш ёмістасці і на 15% больш энергіі, чым найлепшыя сучасныя акумулятары з высокай энергіяй. Іншыя каманды стварылі сонечныя элементы на аснове графена, якія на 20 працэнтаў больш эфектыўныя пры пераўтварэнні сонечнага святла ў электрычнасць.
Хоць ёсць некаторыя раннія прадукты, якія выкарысталі патэнцыял графена, такія як спартыўны інвентар Head, лепшае яшчэ наперадзе. Як адзначыў Ферары: «Мы гаворым аб графене, але на самой справе мы гаворым пра вялікую колькасць варыянтаў, якія вывучаюцца. Справы рухаюцца ў правільным кірунку».
Гэты артыкул быў абноўлены з выкарыстаннем тэхналогіі штучнага інтэлекту, правераны фактамі і адрэдагаваны рэдактарамі HowStuffWorks.
Вытворца спартыўнага абсталявання Head выкарыстаў гэты дзіўны матэрыял. Іх тэнісная ракетка Graphene XT сцвярджае, што на 20% лягчэйшая пры той жа вазе. Гэта сапраўды рэвалюцыйная тэхналогія!
`;t.byline_authors_html&&(e+=`作者：${t.byline_authors_html}`),t.byline_authors_html&&t.byline_date_html&&(e+=” | “),t.byline_date_html&&(e+=t.byline_date_html);var i=t.body_html .replaceAll('”pt','”pt'+t.id+”_”); вярнуць e+=`\n\t\t\t\t
Час публікацыі: 21 лістапада 2023 г