I de senere år har man været meget opmærksom på supermaterialet grafen. Men hvad er grafen? Tja, forestil dig et stof, der er 200 gange stærkere end stål, men 1000 gange lettere end papir.
I 2004 "legede" to forskere fra University of Manchester, Andrei Geim og Konstantin Novoselov, med grafit. Ja, det samme finder du på spidsen af en blyant. De var nysgerrige på materialet og ville vide, om det kunne fjernes i ét lag. Så de fandt et usædvanligt værktøj: gaffatape.
"Du lægger [tapen] over grafit eller glimmer og piller derefter det øverste lag af," forklarede Heim til BBC. Grafitflager flyver af båndet. Fold derefter tapen på midten og lim den til det øverste ark, og adskil dem derefter igen. Derefter gentager du denne proces 10 eller 20 gange.
“Hver gang flagerne nedbrydes til tyndere og tyndere flager. Til sidst forbliver meget tynde flager på bæltet. Du opløser båndet og alt opløses.”
Overraskende nok gjorde båndmetoden underværker. Dette interessante eksperiment førte til opdagelsen af enkeltlags grafenflager.
I 2010 modtog Heim og Novoselov Nobelprisen i fysik for deres opdagelse af grafen, et materiale sammensat af kulstofatomer arrangeret i et sekskantet gitter, svarende til hønsenet.
En af hovedårsagerne til, at grafen er så fantastisk, er dens struktur. Et enkelt lag af uberørt grafen fremstår som et lag af kulstofatomer arrangeret i en sekskantet gitterstruktur. Denne honeycomb-struktur i atomskala giver grafen sin imponerende styrke.
Grafen er også en elektrisk superstjerne. Ved stuetemperatur leder den elektricitet bedre end noget andet materiale.
Kan du huske de kulstofatomer, vi diskuterede? Nå, de har hver en ekstra elektron kaldet en pi-elektron. Denne elektron bevæger sig frit, så den kan lede ledning gennem flere lag grafen med lille modstand.
Nyere forskning i grafen ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) har opdaget noget næsten magisk: Når du let (kun 1,1 grader) roterer to lag grafen ud af justering, bliver grafen en superleder.
Det betyder, at den kan lede elektricitet uden modstand eller varme, hvilket åbner spændende muligheder for fremtidig superledning ved stuetemperatur.
En af de mest forventede anvendelser af grafen er i batterier. Takket være dens overlegne ledningsevne kan vi producere grafenbatterier, der oplades hurtigere og holder længere end moderne lithium-ion-batterier.
Nogle store virksomheder som Samsung og Huawei har allerede taget denne vej med det formål at introducere disse fremskridt i vores daglige gadgets.
"I 2024 forventer vi, at en række grafenprodukter vil være på markedet," sagde Andrea Ferrari, direktør for Cambridge Graphene Center og forsker ved Graphene Flagship, et initiativ drevet af European Graphene. Virksomheden investerer 1 milliard euro i fælles projekter. projekter. Alliancen fremskynder udviklingen af grafenteknologi.
Flagships forskningspartnere er allerede ved at skabe grafenbatterier, der giver 20 % mere kapacitet og 15 % mere energi end nutidens bedste højenergibatterier. Andre hold har skabt grafenbaserede solceller, der er 20 procent mere effektive til at omdanne sollys til elektricitet.
Selvom der er nogle tidlige produkter, der har udnyttet potentialet i grafen, såsom Head-sportsudstyr, er det bedste endnu ikke kommet. Som Ferrari bemærkede: "Vi taler om grafen, men i virkeligheden taler vi om et stort antal muligheder, der bliver undersøgt. Tingene går i den rigtige retning."
Denne artikel er blevet opdateret ved hjælp af kunstig intelligens-teknologi, faktatjekket og redigeret af HowStuffWorks-redaktører.
Sportsudstyrsproducenten Head har brugt dette fantastiske materiale. Deres Graphene XT tennisketcher hævder at være 20 % lettere ved samme vægt. Dette er virkelig revolutionerende 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_t.body_html);var i= .replaceAll('"pt','"pt'+t.id+”_”); returner e+=`\n\t\t\t\t
Indlægstid: 21. nov. 2023