Mikä on grafieenimateriaali

Graphene on ohuin ja tehokkain löydetty materiaali tähän mennessä. Ohut, koska grafeenin muodostavat kaksiulotteisten kiteiden hiiliatomit, vain yhden atomin paksuus. Vaikka ohut äärimmäiselle mutta hyvin tiheälle, heliumin pienin atomikoko ei voi tunkeutua siihen.

Mikä on grafeenia? Grafene on hiilen atomien sp2-hybridisaation muodostaman kennomaisen tasomaisen kalvon. Se on lähes kaksiulotteinen materiaali, jolla on vain yksi atomikerroksen paksuus, joten sitä kutsutaan myös monatomiseksi kerroksi grafiitiksi. Sen paksuus on noin 0,335nm, eri tuotantomuotojen mukaan on erilaisia ylä- ja alamäkiä, yleensä noin 1nm: n korkeudella pystysuunnassa, vaakasuuntainen leveys on noin 10 nm - 25 nm, lisäksi kaikki hiilikidelet ( Nolldimensional fullerenes, yksiulotteiset hiilinanoputket, kolmiulotteinen grafiitti).

Kauan ennen kuin teoriassa on fysiikan ennustaa, lähes kaksiulotteinen kide itseään epävakauden termodynaamisen luonteen, huonelämpötilan, hajoaa nopeasti tai käpristyisi, joten se ei voi olla yksinään.

Vuoteen 2004 asti British University of Manchester -fyysikko Andrei Gem ja Constantine Novo Shuo Luofu, jossa mikro-mekaaninen strippausmenetelmä erotettiin onnistuneesti grafiittiprofeenistä, vahvisti, että se voi olla yksin grafenolia varten. Tutkimuksesta alkoi olla aktiivinen. Voitti vuoden 2010 Nobel-palkinnon fysiikassa.

Grageenin lupaavin sovellus on piin korvaaminen, jolloin ultra-miniatyyritekniikat tuottavat tulevia supertietokoneita. Grafiinin sijasta silikoniprosessori toimii satoja kertoja nopeammin.

Lisäksi grafeeni on lähes täysin läpinäkyvä, absorboi vain 2,3% valosta. Toisaalta se on hyvin tiheä, vaikka pienimmätkin kaasumolekyylit (helium) eivät pääse tunkeutumaan. Nämä ominaisuudet tekevät siitä ihanteellisen käytettäväksi läpinäkyvänä elektronisena tuotteena, kuten läpinäkyvällä kosketusnäytöllä, valodiodilla ja aurinkopaneelilla.

Uusina nanomateriaaleina, joilla on vahvin, vahvin ja johtavin johtokyky, grafeeni tunnetaan nimellä "musta kulta" ja "uusien materiaalien kuningas", tutkijat jopa ennustavat, että grafeenin "kokonaan muuttaa 21. vuosisataa". Se todennäköisesti asettaa Pois maailmanlaajuisesta häiritsevästä uudesta teknologiasta ja uudesta teollisesta vallankumouksesta.