100 įdomių faktų apie grafeną

Anonim

Grafenas pagal mokslinį apibrėžimą yra plokščia struktūra, sudaryta iš anglies atomų, susijungusių į šešiakampius. Būdinga jo forma primena korį ir yra dvimatė struktūra, nes yra monoatominio storio. Vienos perspektyviausių XXI amžiaus medžiagų vietą audros užėmė grafenas, todėl dabar atliekama daug eksperimentų, kuriais grafenas pristatomas daugelyje pramonės šakų.

1. Grafeno egzistavimas buvo stipriai kvestionuojamas daugelį metų ir jis egzistavo tik teorijose. Jis buvo tarsi mitinė Atlantida, kuri turėjo egzistuoti, bet nebuvo jokių to įrodymų.

2. Teorinis grafeno aprašymas buvo sukurtas praėjus dvejiems metams po Antrojo pasaulinio karo pabaigos. Būtent tada Philipo Russelio Wallace'o darbe mokslininkas pristatė dvimatės medžiagos egzistavimo teoriją.

3. Įdomu tai, kad 1947 metais taip pat buvo atlikta daug mokslinių tyrimų, kurie aiškiai teigė, kad dvimatės medžiagos, tokios kaip grafenas, negali egzistuoti gamtoje.

4. Proveržis dėl grafeno egzistavimo įvyko devintajame dešimtmetyje, kai mokslinėje spaudoje pasirodė daug straipsnių, kuriuose buvo pasiūlyta, kad grafenas gali būti gaminamas.

5. Revoliucija įvyko 2004 m., kai dvi nepriklausomos mokslininkų grupės iš Džordžijos ir Mančesterio pagamino grafeną, įrodantį, kad jis turi unikalių savybių, numatytų anksčiau.

6. Nuo 2004 m. labai įsibėgėjo darbas siekiant gauti vis geresnį grafeną.

7. Grafenas yra puikus šilumos ir elektros laidininkas.

8. Grafenas turi gana didelį elektronų judrumą kambario temperatūroje.

9. Viena iš nepaprastų grafeno savybių yra jo atsparumas tempimui.

10. Dėl elektronų srauto greičio, kuris grafene yra 1/300 šviesos greičio, grafenas yra puiki medžiaga kvantinės fizikos tyrimams ir eksperimentams.

11. Iš oksiduoto grafeno pagaminta membrana yra nepralaidi bet kokioms dujoms, net helio atomams, ir tuo pačiu yra visiškai laidi vandeniui.

12. Grafitas, kurį visi puikiai žinome, yra sudarytas iš daugybės grafeno sluoksnių.

13. Grafeno išvaizda primena korį.

14. Andrey Gejm ir Konstantin Nowosiołow iš Mančesterio universiteto 2022 m. gavo Nobelio fizikos premiją už grafeno tyrimus.

15. Visi tyrimai rodo, kad grafenas daugeliu atvejų gali sėkmingai pakeisti silicį.

16. Grafenas puikiai tinka lanksčių ir sulankstomų jutiklinių ekranų gamybai.

17. 2008 m. grafeno kaina buvo 100 000 000 USD / cm2, ir tai buvo viena brangiausių medžiagų pasaulyje.

18. Vos po metų jo vidutinė kaina buvo 100 USD/cm2, nes grafeno gamyba išplito.

19. 2011-ieji buvo proveržio metai Lenkijos mokslininkams, nes jie užpatentavo aukštos kokybės grafeno gamybos metodą.

20. Jau yra kažkas panašaus į 3DGrafen. Tai daugiasluoksnė erdvinė struktūra, turinti grafeno savybių.

21. Grafenas šiuo metu yra ploniausia, stipriausia ir lengviausia žmogaus atrasta medžiaga.

22. Tyrimų duomenimis, grafeną galima ištempti iki 20%!

23. Grafenas du šimtus kartų stipresnis už plieną.

24. Dėl puikaus grafeno laidumo ateityje jis gali pakeisti silicį procesoriuose.

25. Jau spėliojama apie grafeno naudojimą baterijose ir baterijose.

26. Iš grafeno galima pagaminti itin ploną apsauginę ir šildančią dangą ant stiklo plokščių.

27. Ateityje fluorografenas pakeis tefloną, kuris šiandien toks populiarus, nes yra daug stipresnis už jį.

28. Mančesterio universitetas jau pradėjo kurti itin plonus ir itin tvirtus prezervatyvus iš grafeno.

29. Grafenas labai lengvai sąveikauja su kitais metalais, tuo pačiu keisdamas savo savybes.

30. Grafeno stiprumas toks didelis, kad uždėjus lengvąjį automobilį ant ištempto grafeno lakšto, kurio svoris atsiremtų į nusmailintą pieštuką, lapas vis tiek būtų nepažeistas.

31. Grafenas sugeria tik 2,3 % šviesos.

32. Grafeno pagalba pagaminta išmaniojo telefono baterija įkraus vos per 5 sekundes!

33. Mokslininkų teigimu, šiuo metu gyvename silicio amžiuje, nes šio elemento pagrindu veikia visi technologiškai pažangiausi įrenginiai. Kita era bus grafeno amžius.

34. Lenkų mokslininkų komanda, sukūrusi labai kokybiško grafeno gavimo būdą, dirba vadovaujama dr. inž. Włodzimierz Strupiński iš Elektroninių medžiagų technologijos instituto.

35. Lenkų išradimas buvo apsaugotas patentu.

36. Audiniai grafeno pagrindu gali veiksmingai kovoti su uodais.

37. Dėl savo neįprastų savybių grafenas yra ideali medžiaga neperšaunamų liemenių gamybai.

38. Tinkamai modifikuotas grafeno audinys, galintis sulaikyti sviedinius, leis pagaminti neperšaunamus drabužius.

39. Grafeninė lemputė taip taupo energiją, kad gali sumažinti sąskaitas iki 90 procentų!

40. Šiuo metu atliekami baltojo grafeno, kuris žymiai geriau aušins elektros prietaisus, tyrimai.

41. Naujausi tyrimai rodo, kad grafenas praleidžia elektrą 10 kartų greičiau nei manėme iki šiol.

42. Grafenas yra alotroporinės anglies forma.

43. Grafenas gaunamas mikromechaniniais metodais.

44. Dėl mažos šviesos sugerties (2,3%) vieno atomo storio sluoksnis tampa praktiškai skaidrus.

45. Grafeno pagrindu pagaminti saulės elementai bus daug efektyvesni.

46. Ateityje bus galima tiesti modernius energetinius tinklus, paremtus grafeno technologija.

47. 2022 metais „Huawei“ ir „Samsung“ pristatyti telefonai turi lanksčius ekranus, nes juose naudojamas grafenas.

48. Grafenas gali būti gaminamas lakštų, grafeno oksido ir dribsnių pavidalu, todėl biomedicinoje jis gali būti labai plačiai pritaikytas.

49. Šiuo metu mokslininkai tiria grafeno, kaip galimos antibakterinės medžiagos, naudojimą.

50. Grafenas puikiai tiks ir kaip medžiaga medicininiams biojutikliams statyti.

51. Grafenas taip pat bus plačiai pritaikytas audinių inžinerijoje.

52. Grafenas buvo sėkmingas alavo oksido pakaitalas elektros sektoriuje.

53. Miniatiūrinių elektrinių ir optoelektroninių elementų gamyba grafemos dėka neabejotinai pagreitėja ir vystosi.

54. Grafenas turi dviejų tipų briaunas. Tai kėdės ir zigzago kraštai. Jie skiriasi savo savybėmis ir reaktyvumu.

55. Jei norėtume visus pasaulio jutiklinius ekranus padengti plonu grafeno sluoksniu, šios žaliavos reikėtų apie 20 kilogramų.

56. Grafenas pasižymi itin mažu atsparumu, todėl medžiaga neįkaista.

57. Dėl specifinės struktūros grafeno antibakterinės savybės efektyviai naikina bakterijų (net E. coli) ląstelių membranas.

58. Grafenas yra ypač jautrus bet kokiai cheminei modifikacijai, todėl prie jo paviršiaus gali būti pritvirtinta bet kokia populiari organinė grupė.

59. Grafeno oksido pagrindu pagaminti filtrai galės itin tiksliai filtruoti vandenį. Dėl to sūrų vandenį bus galima palyginti paprastai filtruoti į geriamąjį vandenį.

60. Elektronai juda grafene taip, lyg neturėtų masės.

61. Grafeno pagrindu pagaminti tranzistoriai pasiekia daug geresnių rezultatų ir viskas rodo, kad grafenas bus naudojamas daugelyje elektroninių prietaisų.

62. Susižavėjimas grafenu būdingas ir popkultūrai. Pavyzdys – žaidimo Crysis (2008) herojaus šarvai, kurie yra itin patvarūs ir turi visas grafeno savybes. Žaidime šie šarvai vadinami nanokostiumu.

63. Būdingas korio pynimas taip pat labai paplitęs „Blizzard“ žaidimuose. Tai akivaizdi nuoroda į grafeną, kuris vis dėlto yra ateities medžiaga. Pavyzdžiui, „Overwatch“, „StarCraft“ arba „Heroes of the Storm“.

64. Grafenas dėl savo lengvumo ir lankstumo gali būti sėkmingai naudojamas visų rūšių konstrukcijoms stiprinti. Tiek mikro, tiek makro mastu. Grafeno dėka viskas taps patvaresni.

65. Įdomu tai, kad grafeno naudojimas gali būti labai naudingas net tokioje srityje kaip sportas. Prieš kurį laiką rinkai buvo pristatytos itin lengvos ir itin patvarios grafeno teniso raketės. Pirmasis tenisininkas, pradėjęs naudoti pagal šią technologiją pagamintą raketę, yra Novakas Džokovičius.

66. Grafenas itin atsparus bet kokiai deformacijai. Dėl šios neįprastos savybės jis naudojamas daugelyje pramonės formų. Visi požymiai rodo, kad ateityje dauguma jutiklinių ekranų ir kitų elektroninių dalių bus gaminami iš grafeno.

67. Jutikliniai ekranai, pagaminti iš grafeno, yra pigesni ir ekologiškesni nei pagaminti iš iridžio, nes juose yra įprastos anglies. Pavyzdžiui, iridis, kuriuo grindžiama dabartinė jutiklinio ekrano technologija, yra labai retas elementas Žemėje. Tik vienas atomas iš milijono yra iridis.

68. Grafeno energetinis potencialas leis gaminti elektromobilius, kurių baterijos bus įkraunamos vos per kelias minutes, o jų veikimo nuotolis gerokai padidės. Elektromobiliais pagrįstos automobilių pramonės ateitis iš tikrųjų pagrįsta nepaprastomis grafeno savybėmis.

69. Elektromobilis, kuris bus gaminamas grafeno pagrindu pagamintų technologijų pagalba, turės itin talpią ir greitai įkraunamą bateriją. Jis taip pat bus ypač lengvas ir patvarus, o dalį energijos pasiims iš saulės, nes bus naudojamos itin efektyvios grafeno fotovoltinės plokštės. Grefeno technologijos dėka tokio automobilio langai nerasos ir neapšals, nes grafenas puikiai praleidžia šilumą. Toks ateities automobilis daugiausia bus pagamintas iš grafeno, todėl šiandien jis yra labai paklausus.

70. Grafenas itin biologiškai suderinamas, nes tai yra anglies forma, iš kurios susidaro visi gyvi organizmai. Visi tyrimai rodo, kad grafenas puikiai gali būti panaudotas transhumanizme, t.y. žmogaus organizmą sujungiant kibernetiniais implantais.

71. Kai kurie mokslininkai jau sukonstravo įrenginį grafeno pagrindu, galintį sėkmingai imituoti žmogaus tinklainės veikimą. Šio atradimo dėka ateityje bus galima atkurti regėjimą žmonėms, kurių regos nervas funkcionuoja tinkamai. Grafenas siūlo nuostabias galimybes optikoje.

72. Grafenas gali būti modifikuotas, kad būtų panašus į bet kurį receptorių ar net į ląstelės membraną. Viskas rodo, kad ateities transplantologija bus pagrįsta grafeno technologija.

73. Dėl grafeno modifikacijų, kurios bus panašios į bet kurį receptorių ar ląstelės membraną, bus galima atlikti tyrimus, kurie pašalins gyvūnų naudojimą šiems tikslams.

74. Mokslininkai spėja, kad netolimoje ateityje bus galima sukonstruoti nanorobotą, kuris sekvenuos ir net suremontuos mūsų DNR. Žinoma, nanorobotas bus pagrįstas grafeno technologija.

75. Kurį laiką (2008 m.) grafenas buvo pati brangiausia medžiaga žemėje.

76. Šiuo metu yra daug grafeno gavimo būdų, o lenkiškas metodas yra vienas vertingiausių, nes juo gaunamas labai aukštos kokybės grafenas.
Lenkiškas metodas pagrįstas nuosėdų iš dujinės fazės modifikavimu.

77. Šiuo metu yra daug grafeno gavimo būdų, tačiau populiariausi iš jų yra egzofilizacija, silicio garinimas iš silicio karbido arba surinkimas po atomo.

78. Iki šiol nežinoma, ar grafeno biologinis suderinamumas yra vienas iš jo trūkumų, nes tyrimai rodo, kad grafeno lakštai gali lengvai prasiskverbti pro ląstelių membranas ir kauptis ląstelėse. Kol kas nežinoma, ar tai turi kokių nors nemalonių pasekmių.

79. Grafenas plečiasi vėsdamas ir susitraukia kaitinant.

80. Nepaprastas grafeno plastiškumas leidžia gaminti itin jautrius mikrofonus ir jutiklius.

81. Daugelis mokslininkų yra įsitikinę, kad grafeno filtrai gali sėkmingai išspręsti gėlo vandens neprieinamumo problemą daugelyje pasaulio regionų.

82. Dėl juodos spalvos ir puikių savybių daugelis internautų grafeną pradėjo vadinti nuodais. Tai susiję su super piktadariu Mavelo komiksuose. Venom yra mirtinas Žmogaus voro priešas.

83. Grafeną galima gauti iš paprasto grafito, kurio turi kiekvienas pieštukas.

84. Padangos dviračiams ar automobiliams grafeno pagrindu bus itin patvarios.

85. Billas Gatesas taip pat domisi nuostabiomis grafeno savybėmis, todėl jis išleido daugiau nei 100 000 USD grafeno prezervatyvų tyrimams.

86. Europos Sąjunga savo grafeno tyrimams skyrė net 1 mlrd. USD.

87. Labai subtilus grafeno pobūdis iki šiol labai apsunkina jo pramoninę gamybą.

88. Mančesterio mokslininkai neseniai atrado, kad nanomedžiaga grafenas sėkmingai naikina ir neutralizuoja vėžines ląsteles ir nėra toksiškas sveikoms ląstelėms.

89. Yra požymių, kad vėžio gydymas grafenu turės daug mažiau šalutinių poveikių nei šiuo metu taikoma chemoterapija.

90. „Samsung“ jau paskelbė apie išmanųjį telefoną, kuris turės grafeno bateriją, o jo įkrovimas nuo nulio iki šimto procentų užtruks apie 15 minučių.

91. Ekranai grafeno pagrindu bus tokie patvarūs, kad jų keisti nereikės, nes jie neskilinės.

92. „Ford“ paskelbė savo elektromobiliuose įdiegianti grafeno technologiją, kuri sumažins automobilių triukšmą net 17%, pagerins mechanines savybes 20% ir užtikrins daug greitesnį įkrovimą.

93. Grafeno technologija prieinama šiandien, nes internete dabar galima nusipirkti, pavyzdžiui, grafeną naudojantį powerbanką, bėgimo batelius su grafeno padais ir grafeninius laikrodžius.

94. Grafenas laikomas vienu svarbiausių XXI amžiaus atradimų.

95. Grafeno atėjimas į mūsų kasdienį gyvenimą yra artimiausių kelerių metų klausimas.

96. Grafenas dar vadinamas idealia medžiaga, nes jo savybės neprilygsta jokioms kitoms medžiagoms.

97. Grafenas yra milijoną kartų plonesnis už popieriaus lapą.

98. Grafenas turi milijardą kartų didesnį laidumą nei šiuo metu lustuose ir procesoriuose naudojamas silicis.

99. Anglis natūraliai neatsiranda grafeno pavidalu.

100. Grafenas gali būti sėkmingai naudojamas kaip pagrindinis antikorozinių dažų komponentas.