السيليكون والبلاستيك والزجاج والتي تشكل جزءا كبيرا من التكنولوجيا لدينا يمكن قريبا هذه الأيام استبداله بشيء بشيئ
جديد تماما:وهو الجرافين.
إذا الجرافين يبدو وكأنه شيء قد سقوط كنز للتكنولوجيا، أنت الحق تقريبا. انها أنحف مادة تعرف إلى العلم، ومع ذلك فإنه من 300 مرة أقوى من الفولاذ وأصعب من الماس. عالية الجودة الجرافين أيضا شفافة ومرنة، وانها موصل ممتاز للحرارة والكهرباء.
لقد عرفنا من وجود الجرافين منذ منتصف 1800s، ولكن كان العلماء قادرين على تجربة مع الجرافين فقط في العقد الماضي. في عام 2004، عزل اثنين من الباحثين في جامعة مانشستر الجرافين للمرة الأولى، أو لا واحد قطعة من الجرافيت ولفة شريط لاصق نؤمن باستخدام.
ذلك بالضبط ما هو الجرافين؟
الجرافين هو بنية البلورية تتكون بالكامل من ذرات الكربون، وترتيبها في ذلك، مثل نمط العسل سداسية. ذرة واحدة ركاكة الجرافين (بمعنى أنه لديه الطول والعرض، ولكن لا الارتفاع) يجعل من أقرب إلى 2D مثل أي مادة يمكن أن يكون.
الجرافين أيضا عنصرا أساسيا من عناصر المتآصلة الأخرى (أشكال مختلفة هيكليا من عنصر الكربون). وتشمل هذه الفحم، أنابيب الكربون النانوية، والفلورين الأخرى (جزيئات تتكون فقط من الكربون).
ماركو CHIAPETTA
التركيب الذري الجرافين يجعلها واحدة من أقوى المواد المعروفة.
هو بنية فريدة من نوعها وتكوينها الجرافين التي وفر لها الكثير من الخصائص القيمة. ذرات الكربون لديها أربعة إلكترونات في قذيفة بهم الخارجي، ثلاثة منها تشكل روابط تساهمية قوية مع الإلكترونات في ذرات الكربون المجاورة.وهذا يعطي الجرافين التوقيع شكله سداسية. الإلكترون الرابع في كل ذرة الكربون، التي تعرف الآن أن تكون الفرميونات، تتصرف مثل الجسيمات النسبية التي وصفها معادلة ديراك (الذي، في آخر تطور الخيال العلمي، كما يعني وجود المادة المضادة).الجرافين هو خفيفة الوزن ومرنة وغير منفذة للعناصر الأخرى، وشفافة تقريبا
الحصول على العودة إلى الجرافين، فمن تلك الإلكترونات الحرة، بالتزامن مع التوحيد النسبي المواد، والتي تجعل الجرافين مثل هذه الموصلات الكهربائية والحرارية ممتازة، متفوقة على النحاس والفضة على التوالي. السندات التساهمية القوية بين ذرات الكربون، وفي الوقت نفسه، وإعطاء الجرافين قوتها.
مستعبدين طبقات من الجرافين من قبل قوى فان دير فال ضعيفة (مجموع قوى التجاذب بين سطحين، وهو ما يمثل قدرة سحلية لتسلق الجدران الرأسية، من بين أمور أخرى). الروابط بين ذرات الكربون في كل طبقة من الجرافين، من ناحية أخرى، هي قوية بشكل لا يصدق؛ في الواقع، ملفقة أرجوحة من ذرة واحدة سميكة ورقة الجرافين يمكن أن تدعم حمولة من ما يقرب من 9 جنيه.
عالية الجودة الجرافين هي أيضا خفيفة الوزن ومرنة وغير منفذة للعناصر الأخرى، و انها شفافة تقريبا. بفضل المسافة بين ذراته، والمواد تمتص فقط 2.3 في المئة من الضوء الأبيض، مما يتيح 97 في المئة بالمرور.
كيف يمكن استخدام الجرافين
التطبيقات المحتملة لالجرافين لا حدود لهما تقريبا. مشاريع عديدة جارية بالفعل في صناعات تتراوح من الالكترونيات الاستهلاكية للسلع الرياضية. حتى الآن، والمنتجات الاستهلاكية القائمة على الجرافين اقتصرت على العناصر التي تستخدم كمية صغيرة من هذه المادة في الدهانات الواقية. مرة واحدة تم مقفلة أكثر أسرار تصنيع الجرافين على ذلك لاحقا، يمكنك أن تتوقع أن تجد المواد في كل مكان.
منطقة واحدة حيث من المرجح أن يكون الأثر الأكثر إلحاحا الجرافين هو تصنيع الالكترونيات مرنة وشفافة، مثل شاشات اللمس. الجرافين يمكن أن تحل محل الإنديوم، التي تعد واحدة من أندر العناصر على الأرض. (الكربون أساس الجرافين هو واحد من أكثر وفرة العناصر على هذا الكوكب.) الجرافين هي أيضا أخف وزنا وأرق، وأقوى من الإنديوم. زجاج قوي جدا أن تتضاعف مع مجموعات العرض ليست من عالم الاحتمال. لا هو الهاتف الذكي توني ستارك شفافة.
IDGNS
يرصد الحال بالنسبة لهذا الهاتف الذكي النموذج من الزجاج. ومن شأن الضميمة الجرافين تكون أخف وزنا ومجرد شفافة قدر.
الخواص الكهربائية الجرافين أيضا جعله مادة مثالية لبناء الدوائر المتكاملة. وقال الرئيس التنفيذي لشركة إنتل بريان Krzanich خلال جلسة سؤال وجواب في إنتل للمطورين المنتدى 2013 شركة وتقييم استخدام الجرافين المحتملة في تصنيع الرقائق، لتحل محل السيليكون. الاستخدام الروتيني، وقال: ستكون "أجيال قليلة" للخروج، وضعه في الإطار الزمني تقريبا عام 2020.
الجرافين قد تكون أيضا بمثابة الأساس للجيل المقبل من المكثفات الصلبة للدولة التي تتقاضى بسرعة أكبر من العروض اليوم وعقد تهمة لمدة أطول من ذلك بكثير. والجرافين يمكن أن تستهل في عصر فائقة قوية، والبطاريات خفيفة الوزن مع قدرة أكثر بكثير من أي شيء متوفر اليوم. بواسطة فائقة التبريد الجرافين والمحيطة به في مجالات مغناطيسية قوية، كان الباحثون أيضا قادرة على تغيير اتجاه تدفق الإلكترونات على طول سطح الجرافين، على أساس دوران الإلكترونات، والذي يفتح آفاقا ل الحوسبة الكمومية .
لن يتم انزالها فقط لالجرافين الالكترونيات وتكنولوجيا العرض. يمكن لنسبة ممتازة قوة إلى الوزن أيضا تمهيد الطريق لقوي والمركبات خفيفة الوزن، في حين شفافيته والموصلية الكهربائية جعله مرشحا جيدا لوحات الطاقة الشمسية في المستقبل. ويمكن استخدام اللكم الثقوب نانو الحجم في ورقة من الجرافين كتيمة خلاف ذلك في الأجهزة التي سحب ضفيرة واحدة من الحمض النووي من خلال ثقب، لتسلسل الحمض النووي السريع، أو تنقية المياه أو تحلية المياه.
تصنيع الجرافين
قبل تلك الأجهزة خيالية يمكن أن تصبح حقيقة واقعة، ولكن الصناعة يجب أولا وضع موثوقة وفعالة من حيث التكلفة عملية التصنيع. ذلك حيث يتركز معظم الجهود البحثية الحالية الجرافين.
يتم تصنيعها باستخدام الجرافين اليوم عدد من الطرق: إن "سكوتش" طريقة (المعروف أيضا باسم تقشير الميكانيكية أو الأسلوب الانقسام)، هو أبسط. هذه هي الطريقة اندريه Geim قسطنطين Novoselov وعزل الجرافين من قطعة كبيرة أكبر من الجرافيت في عام 2004 البحوث التي أدت إلى تعرضهم منح جائزة نوبل في الفيزياء في عام 2010.
تلقى اندريه Geim قسطنطين Novoselov وجائزة نوبل في الفيزياء في عام 2010 للعمل عزل الجرافين بهم. الزوج تبرعت هذا موزع موقعة الشريط، قطعة من الجرافيت، والترانزستور الجرافين إلى متحف نوبل .
يتم استخدام شريط لاصق لاستخراج قطعة صغيرة من الجرافيت من قطعة أكبر. ومقشر وطبقة من الجرافين بعيدا عن الجرافيت من قبل للطي باستمرار الشريط على قطعة ثم فصل الشريط. قوة لاصقة يتغلب الضعيف فان دير الجدران
إذا الجرافين يبدو وكأنه شيء قد سقوط كنز للتكنولوجيا، أنت الحق تقريبا. انها أنحف مادة تعرف إلى العلم، ومع ذلك فإنه من 300 مرة أقوى من الفولاذ وأصعب من الماس. عالية الجودة الجرافين أيضا شفافة ومرنة، وانها موصل ممتاز للحرارة والكهرباء.
لقد عرفنا من وجود الجرافين منذ منتصف 1800s، ولكن كان العلماء قادرين على تجربة مع الجرافين فقط في العقد الماضي. في عام 2004، عزل اثنين من الباحثين في جامعة مانشستر الجرافين للمرة الأولى، أو لا واحد قطعة من الجرافيت ولفة شريط لاصق نؤمن باستخدام.
ذلك بالضبط ما هو الجرافين؟
الجرافين هو بنية البلورية تتكون بالكامل من ذرات الكربون، وترتيبها في ذلك، مثل نمط العسل سداسية. ذرة واحدة ركاكة الجرافين (بمعنى أنه لديه الطول والعرض، ولكن لا الارتفاع) يجعل من أقرب إلى 2D مثل أي مادة يمكن أن يكون.
الجرافين أيضا عنصرا أساسيا من عناصر المتآصلة الأخرى (أشكال مختلفة هيكليا من عنصر الكربون). وتشمل هذه الفحم، أنابيب الكربون النانوية، والفلورين الأخرى (جزيئات تتكون فقط من الكربون).
ماركو CHIAPETTAالتركيب الذري الجرافين يجعلها واحدة من أقوى المواد المعروفة.
هو بنية فريدة من نوعها وتكوينها الجرافين التي وفر لها الكثير من الخصائص القيمة. ذرات الكربون لديها أربعة إلكترونات في قذيفة بهم الخارجي، ثلاثة منها تشكل روابط تساهمية قوية مع الإلكترونات في ذرات الكربون المجاورة.وهذا يعطي الجرافين التوقيع شكله سداسية. الإلكترون الرابع في كل ذرة الكربون، التي تعرف الآن أن تكون الفرميونات، تتصرف مثل الجسيمات النسبية التي وصفها معادلة ديراك (الذي، في آخر تطور الخيال العلمي، كما يعني وجود المادة المضادة).الجرافين هو خفيفة الوزن ومرنة وغير منفذة للعناصر الأخرى، وشفافة تقريبا
الحصول على العودة إلى الجرافين، فمن تلك الإلكترونات الحرة، بالتزامن مع التوحيد النسبي المواد، والتي تجعل الجرافين مثل هذه الموصلات الكهربائية والحرارية ممتازة، متفوقة على النحاس والفضة على التوالي. السندات التساهمية القوية بين ذرات الكربون، وفي الوقت نفسه، وإعطاء الجرافين قوتها.
مستعبدين طبقات من الجرافين من قبل قوى فان دير فال ضعيفة (مجموع قوى التجاذب بين سطحين، وهو ما يمثل قدرة سحلية لتسلق الجدران الرأسية، من بين أمور أخرى). الروابط بين ذرات الكربون في كل طبقة من الجرافين، من ناحية أخرى، هي قوية بشكل لا يصدق؛ في الواقع، ملفقة أرجوحة من ذرة واحدة سميكة ورقة الجرافين يمكن أن تدعم حمولة من ما يقرب من 9 جنيه.
عالية الجودة الجرافين هي أيضا خفيفة الوزن ومرنة وغير منفذة للعناصر الأخرى، و انها شفافة تقريبا. بفضل المسافة بين ذراته، والمواد تمتص فقط 2.3 في المئة من الضوء الأبيض، مما يتيح 97 في المئة بالمرور.
كيف يمكن استخدام الجرافين
التطبيقات المحتملة لالجرافين لا حدود لهما تقريبا. مشاريع عديدة جارية بالفعل في صناعات تتراوح من الالكترونيات الاستهلاكية للسلع الرياضية. حتى الآن، والمنتجات الاستهلاكية القائمة على الجرافين اقتصرت على العناصر التي تستخدم كمية صغيرة من هذه المادة في الدهانات الواقية. مرة واحدة تم مقفلة أكثر أسرار تصنيع الجرافين على ذلك لاحقا، يمكنك أن تتوقع أن تجد المواد في كل مكان.
منطقة واحدة حيث من المرجح أن يكون الأثر الأكثر إلحاحا الجرافين هو تصنيع الالكترونيات مرنة وشفافة، مثل شاشات اللمس. الجرافين يمكن أن تحل محل الإنديوم، التي تعد واحدة من أندر العناصر على الأرض. (الكربون أساس الجرافين هو واحد من أكثر وفرة العناصر على هذا الكوكب.) الجرافين هي أيضا أخف وزنا وأرق، وأقوى من الإنديوم. زجاج قوي جدا أن تتضاعف مع مجموعات العرض ليست من عالم الاحتمال. لا هو الهاتف الذكي توني ستارك شفافة.
IDGNSيرصد الحال بالنسبة لهذا الهاتف الذكي النموذج من الزجاج. ومن شأن الضميمة الجرافين تكون أخف وزنا ومجرد شفافة قدر.
الخواص الكهربائية الجرافين أيضا جعله مادة مثالية لبناء الدوائر المتكاملة. وقال الرئيس التنفيذي لشركة إنتل بريان Krzanich خلال جلسة سؤال وجواب في إنتل للمطورين المنتدى 2013 شركة وتقييم استخدام الجرافين المحتملة في تصنيع الرقائق، لتحل محل السيليكون. الاستخدام الروتيني، وقال: ستكون "أجيال قليلة" للخروج، وضعه في الإطار الزمني تقريبا عام 2020.
الجرافين قد تكون أيضا بمثابة الأساس للجيل المقبل من المكثفات الصلبة للدولة التي تتقاضى بسرعة أكبر من العروض اليوم وعقد تهمة لمدة أطول من ذلك بكثير. والجرافين يمكن أن تستهل في عصر فائقة قوية، والبطاريات خفيفة الوزن مع قدرة أكثر بكثير من أي شيء متوفر اليوم. بواسطة فائقة التبريد الجرافين والمحيطة به في مجالات مغناطيسية قوية، كان الباحثون أيضا قادرة على تغيير اتجاه تدفق الإلكترونات على طول سطح الجرافين، على أساس دوران الإلكترونات، والذي يفتح آفاقا ل الحوسبة الكمومية .
لن يتم انزالها فقط لالجرافين الالكترونيات وتكنولوجيا العرض. يمكن لنسبة ممتازة قوة إلى الوزن أيضا تمهيد الطريق لقوي والمركبات خفيفة الوزن، في حين شفافيته والموصلية الكهربائية جعله مرشحا جيدا لوحات الطاقة الشمسية في المستقبل. ويمكن استخدام اللكم الثقوب نانو الحجم في ورقة من الجرافين كتيمة خلاف ذلك في الأجهزة التي سحب ضفيرة واحدة من الحمض النووي من خلال ثقب، لتسلسل الحمض النووي السريع، أو تنقية المياه أو تحلية المياه.
تصنيع الجرافين
قبل تلك الأجهزة خيالية يمكن أن تصبح حقيقة واقعة، ولكن الصناعة يجب أولا وضع موثوقة وفعالة من حيث التكلفة عملية التصنيع. ذلك حيث يتركز معظم الجهود البحثية الحالية الجرافين.
يتم تصنيعها باستخدام الجرافين اليوم عدد من الطرق: إن "سكوتش" طريقة (المعروف أيضا باسم تقشير الميكانيكية أو الأسلوب الانقسام)، هو أبسط. هذه هي الطريقة اندريه Geim قسطنطين Novoselov وعزل الجرافين من قطعة كبيرة أكبر من الجرافيت في عام 2004 البحوث التي أدت إلى تعرضهم منح جائزة نوبل في الفيزياء في عام 2010.
تلقى اندريه Geim قسطنطين Novoselov وجائزة نوبل في الفيزياء في عام 2010 للعمل عزل الجرافين بهم. الزوج تبرعت هذا موزع موقعة الشريط، قطعة من الجرافيت، والترانزستور الجرافين إلى متحف نوبل .
يتم استخدام شريط لاصق لاستخراج قطعة صغيرة من الجرافيت من قطعة أكبر. ومقشر وطبقة من الجرافين بعيدا عن الجرافيت من قبل للطي باستمرار الشريط على قطعة ثم فصل الشريط. قوة لاصقة يتغلب الضعيف فان دير الجدران
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق