De siste årene har det blitt viet mye oppmerksomhet til supermaterialet grafen. Men hva er grafen? Vel, forestill deg et stoff som er 200 ganger sterkere enn stål, men 1000 ganger lettere enn papir.
I 2004 "leket" to forskere fra University of Manchester, Andrei Geim og Konstantin Novoselov, med grafitt. Ja, det samme finner du på tuppen av en blyant. De var nysgjerrige på materialet og ville vite om det kunne fjernes i ett lag. Så de fant et uvanlig verktøy: gaffatape.
"Du legger [tapen] over grafitt eller glimmer og skreller deretter av topplaget," forklarte Heim til BBC. Grafittflak flyr av båndet. Brett deretter tapen i to og lim den til det øverste arket, og separer dem igjen. Deretter gjentar du denne prosessen 10 eller 20 ganger.
"Hver gang flakene brytes ned til tynnere og tynnere flak. Til slutt blir det igjen veldig tynne flak på beltet. Du løser opp båndet og alt løses opp."
Overraskende nok gjorde tapemetoden underverker. Dette interessante eksperimentet førte til oppdagelsen av enkeltlags grafenflak.
I 2010 mottok Heim og Novoselov Nobelprisen i fysikk for sin oppdagelse av grafen, et materiale sammensatt av karbonatomer arrangert i et sekskantet gitter, som ligner på hønsenetting.
En av hovedgrunnene til at grafen er så fantastisk er strukturen. Et enkelt lag med uberørt grafen fremstår som et lag med karbonatomer arrangert i en sekskantet gitterstruktur. Denne bikakestrukturen i atomskala gir grafen sin imponerende styrke.
Grafen er også en elektrisk superstjerne. Ved romtemperatur leder den elektrisitet bedre enn noe annet materiale.
Husker du de karbonatomene vi diskuterte? Vel, de har hver et ekstra elektron kalt et pi-elektron. Dette elektronet beveger seg fritt, slik at det kan lede ledning gjennom flere lag med grafen med liten motstand.
Nyere forskning på grafen ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) har oppdaget noe nesten magisk: når du litt (bare 1,1 grader) roterer to lag med grafen ut av justering, blir grafen en superleder.
Dette betyr at den kan lede elektrisitet uten motstand eller varme, og åpner for spennende muligheter for fremtidig superledning ved romtemperatur.
En av de mest etterlengtede bruksområdene for grafen er i batterier. Takket være dens overlegne ledningsevne kan vi produsere grafenbatterier som lader raskere og varer lenger enn moderne litium-ion-batterier.
Noen store selskaper som Samsung og Huawei har allerede tatt denne veien, med mål om å introdusere disse fremskrittene i våre hverdagslige gadgets.
"Innen 2024 forventer vi at en rekke grafenprodukter vil være på markedet," sa Andrea Ferrari, direktør for Cambridge Graphene Center og forsker ved Graphene Flagship, et initiativ drevet av European Graphene. Selskapet investerer 1 milliard euro i fellesprosjekter. prosjekter. Alliansen akselererer utviklingen av grafenteknologi.
Flagships forskningspartnere lager allerede grafenbatterier som gir 20 % mer kapasitet og 15 % mer energi enn dagens beste høyenergibatterier. Andre team har laget grafenbaserte solceller som er 20 prosent mer effektive til å konvertere sollys til elektrisitet.
Selv om det er noen tidlige produkter som har utnyttet potensialet til grafen, for eksempel Head sportsutstyr, er det beste ennå å komme. Som Ferrari bemerket: "Vi snakker om grafen, men i virkeligheten snakker vi om et stort antall alternativer som studeres. Ting går i riktig retning."
Denne artikkelen har blitt oppdatert ved hjelp av kunstig intelligens-teknologi, faktasjekket og redigert av HowStuffWorks-redaktører.
Sportsutstyrsprodusenten Head har brukt dette fantastiske materialet. Graphene XT tennisracketen deres hevder å være 20 % lettere ved samme vekt. Dette er virkelig revolusjonerende teknologi!
`;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_body_html);var i= .replaceAll('"pt','"pt'+t.id+”_”); returner e+=`\n\t\t\t\t
Innleggstid: 21. november 2023