Graphene lan aplikasi. Panemon Graphene. Nanotechnology ing donya modern

Relatif bubar ing Ilmu lan Teknologi area anyar, disebut nanotechnology. Prospek disiplin iki ora mung jembar. Padha ambisi. Partikel, diarani minangka "nano" aji witjaksono kanggo siji billionth saka bagian sekedhik migunani babar pisan. ukuran iki mung bisa dibandhingake ukuran atom lan molekul. Contone, nanometer diarani siji-billionth mèter.

Arah utama lapangan anyar ilmu

Nanotechnology disebut wong sing ngapusi prakara ing tingkat molekul lan atom. Mulane, wilayah iki ilmu iki uga disebut teknologi molekul. Apa ana impetus kanggo pembangunan? Nanotechnology ing donya modern wis muncul thanks kanggo kuliyah Richarda Feynmana. Ing ilmuwan wis mbuktiake menawa ana alangan kanggo nggawe iku langsung saka atom.

Tegese kanggo penipuan efektif saka partikel cilik disebut assembler. nanomachine iki molekul, kang bisa digunakake kanggo mbangun struktur sembarang. Contone, assembler bisa disebut ribosom alam synthesizing protein ing organisme urip.

Nanotechnology ing donya modern ora mung area siji kaahlian. Padha makili ruang lingkup sing jembar saka riset langsung akeh ilmu dhasar. Antarane wong-wong mau sing fisika, kimia lan biologi. Miturut ilmuwan, èlmu iki bakal duwe impetus paling kuat kanggo pangembangan marang sokongan saka revolusi nanotech teka.

bal saka aplikasi

Dhaptar kabeh lingkungan kegiatan manungsa, ngendi nanotechnology digunakake dina iki, iku mokal amarga saka dhaftar banget nyengsemaken. Dadi, karo bantuan saka lapangan iki ilmu sing diprodhuksi:

- piranti kanggo superdense ngrekam sembarang;
- macem-macem peralatan;
- sensor, solar sel, transistor semikonduktor;
- informasi, komputerisasi lan teknologi informasi;
- nanoimprint lan nanolithography;
- piranti kanggo nyimpen energi, lan bahan bakar sel;
- nimbali, papan lan aviation aplikasi;
- bioinstrumentary.

On lapangan èlmiah iki nanotechnology ing Rusia, USA, Japan lan sawetara negara Eropah karo pendanaan liyane wis diparengake saben taun. Iki amarga prospek jembar kanggo pangembangan bal iki riset.

Nanotechnology ngembangaken ing Rusia miturut program target Federal, kang menehi biaya financial ora mung gedhe, nanging uga nggawa jumlah gedhe saka desain lan riset karya. Kanggo entuk gol arep nyawiji efforts macem-macem sistem ngelmu lan teknologi ing tingkat perusahaan nasional lan multinasional.

materi anyar

Nanotechnology wis aktif ilmuwan kanggo gawé piring karbon harder saka mirah kang kekandelan mung siji atom. Iku kasusun saka Graphene. Iku materi thinnest lan kuat ing alam, kang ngirim listrik luwih akeh tinimbang Kripik komputer Silicon.

Panemon Graphene acara revolusioner nyata, kang bakal ngidini akeh owah-owahan ing gesang kita. materi iki fisik dadi unik dhasar diganti alam manungsa iku lan bahan kimia.

History of ditemokaké

Graphene punika Crystal loro-dimensi. sawijining struktur punika pola hexagonal dumadi saka atom karbon. studi teoritis saka Graphene miwiti dawa sadurunge njupuk designs nyata, awit materi iki basis kanggo mbangun Crystal grafit telung dimensi.

Malah ing taun 1947 G. P. Volles wis sawetara sifat Graphene, bukti sing struktur sawijining logam padha, lan sawetara ciri padha karo sing saka partikel Ultra-relativistik, neutrino lan foton massless. Nanging, ing materi anyar ana wujud sing beda tartamtu sing wis unik ing alam. Nanging konfirmasi iki temonan iki dijupuk mung ing 2004, nalika Konstantin Novoselov lan Andrey Geim iki pisanan diduweni dening karbon ing negara free. inti anyar iki diarani Graphene, lan ana ilmuwan ditemokaké utama. Golek item iki bisa dadi ing potelot. rod grafit Sawijining arupi sawetara lapisan saka Graphene. Carane ora potlot godhong tandha ing kertas? Kasunyatan iku, senadyan kekuatan komponen inti saka lapisan, ana link banget banget antarane wong-wong mau. Lagi gampang banget kanggo tiba ing kontak karo kertas, ninggalake Trail ing nulis.

Nggunakake materi anyar

Miturut ilmuwan, sensor sing adhedhasar Graphene, bisa kanggo njelasno kekuatan lan kondisi pesawat, uga kanggo prédhiksi lindhu. Nanging mung nalika materi karo sifat kados bakal ninggalake Laboratorium wall nggumunke dadi cetha aplikasi praktis bakal berkembang ing arah saka inti. Ing saiki dina, kimiawan, fisikawan lan engineers electrical wis kasengsem ing Kapabilitas unik saka Graphene. Sawise mung sawetara gram saka inti bisa dijamin wilayah, witjaksono menyang lapangan bal-balan.

Graphene lan aplikasi duweni potensi dianggep ing prodhuksi satelit lan pesawat entheng. Ing wilayah iki, materi anyar bisa ngganti serat karbon ing bahan komposit. Nanomaterials bisa dipigunakaké tinimbang transistor Silicon lan implementasine ing plastik dipun konduktivitas listrik.

Graphene lan nggunakake dianggep ing Pabrik prakara sensor. piranti sing kawangun ing basis saka materi anyar bakal bisa kanggo ndeteksi molekul sing paling mbebayani. Nanging nggunakake Nano-serbuk ing produksi batre elektrik ing kaping kanggo nambah efektifitas.

Graphene lan aplikasi sing rembugan ing optoelektronika. Saka materi anyar bakal nguripake metu plastik entheng banget lan awet saka kang kontaner bakal ngidini kanggo sawetara minggu kanggo njaga seger pangan.

Panggunaan Graphene lan samesthine kanggo Pabrik nutupi konduktif transparent dibutuhake kanggo alat solar lan kuwat lan luwih tahan kanggo efek mechanical saka turbin angin.

nanomaterial adhedhasar bakal peralatan olahraga sing luwih apik, implan medis lan supercapacitors.

Uga, Graphene lan aplikasi sing cocog kanggo:

- piranti elektronik dhuwur-frekuensi dhuwur-daya;
- membran Ponggawa pamisahan loro Cairan ing tank;
- Ngapikake situs doyo saka macem-macem bahan,
- nggawe tampilan ing cahya Organic emitting diode;
- cepet pangembangan teknik anyar urutan DNA;
- dandan saka layar kristal cair;
- transistor balistik.

Panggunaan ing industri otomotif

Miturut peneliti, energi tartamtu nyedhaki Graphene 65 kwh / kg. Angka punika 47 kaping luwih saka siji sing dadi umum saiki lithium-ion. Iki kasunyatan, ilmuwan wis digunakake kanggo nggawe generasi anyar pangisi daya baterei.

Graphene Polymer baterei - piranti liya sing daya listrik maksimum irit disimpen. Saiki, karya ing iku digawa metu dening peneliti ing akèh negara. wujud proses ngrambah ilmuwan Spanyol ing prakara iki. baterei Graphene-Polymer, padha nggawe wis konsumsi energi, atusan kaping luwih saka tokoh padha kanggo batre ana. Padha nggunakake aplikasi iku kanggo nglengkapi kendaraan listrik. Mesin, kang wis diinstal baterei Graphene, bisa lelungan tanpa sing nolak ewu kilometer. Kanggo mbayar ulang sumber energi listrik nalika kekeselen kudu ora luwih saka 8 menit.

touchscreens

Ilmuwan terus kanggo njelajah Graphene, nggawe iku anyar lan unparalleled. Mangkono, ing nanomaterial karbon wis ketemu aplikasi ing produksi sing mrodhuksi layar tutul karo layar lebar. Tembung iki bisa uga katon lan piranti fleksibel saka jinis iki.

Ilmuwan tak sheet Graphene awujud sekawan persegi panjang lan nguripake iku menyang elektroda transparent. Dheweke uga melu ing karya saka layar tutul, nyuda kekiatan, transparan, keluwesan, lingkungan friendliness lan biaya kurang.

nggayuh Graphene

Wiwit 2004, nalika iku kabuka ing nanomaterials Newest, ilmuwan wis nguwasani pirang-pirang cara kanggo menehi preparation. Nanging, sing paling dhasar saka cara iki dianggep:

- Exfoliation mechanical;
- wutah epitaxial ing vakum;
- cooling kimia perofaznogo (CVD-proses).

Kaping pisanan saka telung cara iki paling prasaja. produksi Graphene karo Exfoliation mechanical aplikasi khusus grafit lumahing adhesive saka tape. Sawise dhasar iki, kaya sheet saka kertas, miwiti bend lan unbend, pamisahan materi sing dipengini. Nalika nglamar cara Graphene iki diwenehi kualitas dhuwur. Nanging, tumindak kuwi ora cocok kanggo produksi massa saka nanomaterials.

Nalika nggunakake cara wutah epitaxial saka tipis Silicon lancip digunakake, lapisan permukaan kang Silicon carbide. Luwih, materi iki digawe panas ing suhu dhuwur banget (1000 K). Minangka asil reaksi kimia wis kapisah saka atom Silicon atom karbon, pisanan kang vaporize. Akibaté, rekaman tetep Graphene murni. Kerugian cara iki pendjalok nggunakake Suhu dhuwur banget, kang bisa kelakon sak pangobongan saka atom karbon.

paling dipercaya lan prasaja cara digunakake kanggo produksi massa saka Graphene, a CVD-proses. Iku cara kang reaksi kimia antarane katalis lan hidrokarbon gas ditutupi logam-.

Kang mrodhuksi Graphene?

Kanggo tanggal, perusahaan gedhé, ngasilaké nanomaterial anyar dumunung ing China. Jeneng saka Produsèn - Ningbo Morsh Teknologi. produksi Graphene padha miwiti ing 2012.

Konsumen utama nanomaterial punika perusahaan Chongqing Morsh Teknologi. Graphene nggunakake kanggo produksi film transparent konduktif, kang dipasang menyang tampilan layar demek.

Relatif bubar, perusahaan kondhang Nokia wis ditanggepi paten sensor gambar. Minangka bagean iki akeh-needed sawetara lapisan saka Graphene instrument unsur optik. Kuwi materi digunakake ing sensor kamera nemen mundhak sensitivitas sing (nganti 1000 times). Sanalika diamati abang ing konsumsi listrik. kamera apik kanggo smartphone uga bakal ana Graphene.

Preparation saka lingkungan domestik,

Iku bisa kanggo gawé Graphene ing ngarep? Pranyata metu, ya! Sampeyan mung perlu kanggo njupuk kapasitas Blender pawon saka ora kurang saka 400 W, lan tindakake cara dikembangaké déning Fisikawan Irish.

Carane wong gawé Graphene ing ngarep? Iki waé ing tuwung Blender iki diwutahake 500 ml banyu ngembangaken 10-25 ml samubarang deterjen Cairan lan 20-50 gram slate ulig. Luwih piranti kudu mbukak saka 10 menit kanggo setengah jam, nganti munculé slurry flakes Graphene. materi asil bakal duwe doyo dhuwur sing bakal ngidini panggunaan jroning elektrods saka solar sel. Graphene uga bisa nambah ing situs saka plastik diprodhuksi ing lingkungan domestik.

nanomaterial oxide

Ilmuwan aktif riset lan struktur Graphene kuwi sing nang utawa ing sudhut bolong karbon ditempelake utawa gugus fungsi oksigen-ngemot (s) saka molekul. Nano-oxide ngalangi iki kang gambar rong dimensi pisanan, kang wis ngrambah ing tataran saka produksi komersial. Saka nano- lan microparticles saka struktur iki ilmuwan centimeter conto diprodhuksi.

Mangkono, ing Graphene oxide ing kombinasi karo diofilizirovannym karbon iki bubar dijupuk dening ilmuwan China. Iki kotak centimeter materi banget entheng kang dianakaké ing petals saka kembang cilik. Nanging inti anyar iki, kang Graphene oxide salah siji sing paling padhet ing donya.

aplikasi Biomedis

Graphene oxide nduweni properti unik saka selectivity. Iki bakal ngidini inti kanggo golek aplikasi Biomedis. Dadi, thanks kanggo karya ilmuwan bisa nggunakake Graphene monoksida kanggo diagnosa kanker. Ndeteksi kanker ing tahap awal saka perkembangan ngidini optical lan electrical unik saka nanomaterial ing.

Uga Graphene oxide ngidini pangiriman diangkah saka obatan lan mrekso. Ing basis saka materi iki biosensors sorption, pointing menyang molekul DNA.

aplikasi industri

Various sorbents adhedhasar Graphene oxide bisa Applied kanggo obyek alam lan wong-digawe kasebut dezaktsivatsii. A Motong saka nanomaterial aktif bisa proses banyu soko njero lemah lan lumahing banyu, lemah lan Mbusak saka radionuclide ing.

Filter-filter saka Graphene oxide bisa nyedhiyani latar superchistotoy, kang mrodhuksi komponen elektronik kanggo aplikasi khusus. Situs unik saka materi iki bakal nembus menyang teknologi bal kimia nggoleki. Ing tartamtu, iki bisa dadi extraction saka logam kasebar arang radioaktif. Mangkono, nggunakake Graphene oxide ngidini kanggo extract emas saka bijih kurang-bahan.