Graphene እና መተግበሪያ. graphene ያለው ግኝት. ወደ ዘመናዊ ዓለም ውስጥ ናኖቴክኖሎጂ

በአንጻራዊ ሁኔታ በቅርብ ሳይንስ እና ቴክኖሎጂ ላይ ናኖቴክኖሎጂ የተባለ አዲስ አካባቢ ነው. ይህ ተግሣጽ ይጠብቃቸዋል ብቻ ሰፊ አይደለም. እነዚህ የሥልጣን ጥም ናቸው. "ናኖ" ተብሎ የተጠቀሰው ቅንጣት, ማንኛውንም ዋጋ አንድ ክፍልፋይ አንድ ቢሊዮንኛ ጋር እኩል የሆነ እሴት ነው. እነዚህ መጠኖች ብቻ አቶሞች እና ሞለኪውሎች መጠን ጋር ሲነጻጸር ይችላል. ለምሳሌ ያህል, አንድ ናኖሜትር የአንድ ሜትር አንድ ቢሊዮንኛ ይባላል.

ሳይንስ አዲስ መስክ ዋነኛ አቅጣጫ

ናኖቴክኖሎጂ ሞለኪውሎች እና አቶሞች ደረጃ ላይ ጉዳዩን ለመጠምዘዝ እንደሆነ ጠራ. ስለዚህ ሳይንስ በዚህ አካባቢ ደግሞ በሞለኪዩል ቴክኖሎጂ ይባላል. የልማት ለ ይስፋፋ ምን ነበር? ወደ ዘመናዊ ዓለም ውስጥ ናኖቴክኖሎጂ ገለጻዎች ምስጋና በምታይበት Richarda Feynmana. በውስጡ ያለውን ሳይንቲስት በቀጥታ አተሞች የመጡ ነገሮች ፍጥረት ምንም እንቅፋት እንዳሉ አረጋግጧል.

ገጣጣሚ ተብሎ ጥቃቅን ቅንጣቶች ውጤታማ መጠቀሚያ የሚሆን ማለት ነው. ማንኛውም መዋቅር ለመገንባት ላይ ሊውል ይችላል ይህ የሞለኪውል ሞለኪውላዊ,. ለምሳሌ ያህል, ገጣጣሚ ሕይወት ያላቸው አንድ ፕሮቲን synthesizing ተፈጥሯዊ ራይቦዞም ተብሎ ሊጠራ ይችላል.

ወደ ዘመናዊ ዓለም ውስጥ ናኖቴክኖሎጂ እውቀት ብቻ በአንድ አካባቢ አይደሉም. እነሱ በቀጥታ በርካታ መሠረታዊ ሣይንሶች ጋር የተያያዙ ምርምር ሰፊ አድማስ ይወክላሉ. ከእነርሱ መካከል ፊዚክስ, በኬሚስትሪ እና በባዮሎጂ ናቸው. ሳይንቲስቶች እንደሚሉት, እነዚህ በሳይንስ መጪው nanotech አብዮት ያለውን የጀርባ ላይ የልማት በጣም ኃይለኛ ይስፋፋ ይኖራቸዋል.

ማመልከቻ ሉል

ይህ ምክንያቱም በጣም አስደናቂ ዝርዝር የማይቻል ነው የት ናኖቴክኖሎጂ ጥቅም ላይ ዛሬ የሰው እንቅስቃሴ, ሁሉ የሉል ዘርዝር. ስለዚህ, የተመረተው ሳይንስ እርዳታ ጋር:

- superdense ቀረጻ ማንኛውም መረጃ ለማግኘት መሣሪያዎች;
- የተለያዩ መሣሪያዎች;
- ዳሳሾች, የፀሐይ ሴሎች, semiconductor ትራንዚስተሮች;
- መረጃ, ኮምፒውተር እና የመረጃ ቴክኖሎጂ;
- nanoimprint እና nanolithography;
- የኃይል ለማከማቸት መሳሪያዎች, እና የነዳጅ ሕዋሳት;
- የመከላከያ, ቦታ እና የአቪዬሽን መተግበሪያዎች;
- bioinstrumentary.

ሩሲያ, ዩናይትድ ስቴትስ, ጃፓን እና ተጨማሪ የገንዘብ ጋር በበርካታ የአውሮፓ አገሮች ውስጥ ናኖቴክኖሎጂ ይህን ሳይንሳዊ መስክ ላይ በየዓመቱ መመደቡን ነው. ይህ ጥናት በዚህ ሉል ልማት የሚሆን ሰፊ ተስፋ ምክንያት ነው.

ናኖቴክኖሎጂ ብቻ ሳይሆን ከፍተኛ የገንዘብ ወጪ ይሰጣል ይህም በፌዴራል ኢላማ ፕሮግራም መሠረት ሩሲያ ውስጥ በማደግ ላይ, ግን ደግሞ ንድፍ እና ምርምር ሥራዎች ትልቅ መጠን እየተወጣ ነው. ብሔራዊ እና ያቀፈ ኮርፖሬሽኖች ደረጃ ላይ የተለያዩ ሳይንሳዊ እና የቴክኖሎጂ ስርዓት ያለውን ጥረት አንድነት በመሄድ ግቦች ለማሳካት.

አዲስ ይዘት

ናኖቴክኖሎጂ የነቁ ሳይንቲስቶች ውፍረት ብቻ አንድ አቶም ነው አልማዝ, ከ የካርቦን ወጭት አስቸጋሪ ለማምረት. ይህ graphene ያካትታል. ይህም ብዙ ሲሊከን የኮምፒውተር ቺፕስ የተሻለ የኤሌክትሪክ የሚያስተላልፍ ይህም በአጽናፈ ዓለም, ውስጥ thinnest እና ጠንካራ ቁሳዊ ነው.

graphene ያለው ግኝት በሕይወታችን ውስጥ ብዙ ለውጥ አይፈቅድም ይህም አንድ እውነተኛ አብዮታዊ ክስተት ነው. ይህ ቁሳዊ በመሠረታዊነት ነገሮች እና ንጥረ ነገሮች ሰብዓዊ ተፈጥሮ የሚቀይር በጣም ልዩ አካላዊ ባህሪያት ነው.

ግኝት ታሪክ

Graphene ሁለት-ልኬት ክሪስታል ነው. በውስጡ መዋቅር የካርቦን አተሞች ያካተተ ስድስት ጎን በፍርግርጉ ነው. graphene በንድፈ ጥናቶች ይህ ቁሳዊ አንድ ሶስት-ልኬት Graphite ክሪስታል በመገንባት መሠረት ስለሆነ, የእርሱ እውነተኛ ንድፎችን ከመውሰዳቸው በፊት ረጅም ተጀምሯል.

ሌላው ቀርቶ በ 1947 ጂ ፒ Volles ውስጥ እሱ የራሱ መዋቅር ያለው እጅግ-relativistic ቅንጣቶች, neutrinos እና massless ፎቶኖች ሰዎች ጋር ተመሳሳይ ተመሳሳይ ማዕድናት, እና አንዳንድ ባህርያት መሆኑን የሚያረጋግጥ, graphene አንዳንድ ባህሪያት አሉት. ይሁን እንጂ አዲሱ ቁሳዊ በራሱ ተፈጥሮ ውስጥ ልዩ የሚያደርጉትን አንዳንድ ጉልህ ልዩነቶች አሉ. ኮንስታንቲን Novoselov እና ጊዜ ግን እነዚህ ግኝቶች ማረጋገጫ ብቻ 2004 ማግኘት ነበር Andrey Geim ለመጀመሪያ ጊዜ ነጻ ግዛት ውስጥ ያለውን ካርቦን የሚወሰድ ነበር. ይህ አዲስ ንጥረ ነገር graphene ይባላል, እና ዋና ግኝት ሳይንቲስቶች ነበር ነው. በእርሳስ ውስጥ ሊሆን ይችላል ይህ ንጥል ያግኙ. በውስጡ Graphite በትር graphene በርካታ ንብርብሮች የተውጣጣ ነው. እንዴት አንድ እርሳስ ወረቀት ላይ ምልክት ትቶ ነው? እውነታ ንብርብሮች ያለውን ዋና ክፍሎች ጥንካሬ ቢሆንም, በመካከላቸው በጣም ደካማ አገናኝ የለም; መሆኑን ነው. እነዚህ በጽሁፍ ውስጥ አንድ እየወጣህ በመተው, ጋዜጣው ጋር ግንኙነት ውስጥ ይወድቃሉ በጣም ቀላል ናቸው.

አዳዲስ ቁሶች መጠቀም

ሳይንቲስቶች እንደሚሉት, graphene ላይ የተመሠረቱ ናቸው ዘንድ ዳሳሾች, በአውሮፕላኑ ጥንካሬ እና ሁኔታ ለመተንተን, እንዲሁም የምድር መናወጥ መተንበይ አይችሉም. እንዲህ ያሉ ንብረቶች ጋር ቁሳዊ አስደማሚ ግድግዳ ላቦራቶሪዎች ይሆናሉ ይተዋል ብቻ ግን ግልጽ ተግባራዊ ትግበራ ንጥረ አቅጣጫ ውስጥ ያዳብራሉ. በአሁኑ ጊዜ ቀን, የኬሚስትሪ, የፊዚክስ እና የኤሌክትሪክ መሐንዲሶች ቀደም graphene ልዩ ችሎታዎችን ትኩረት ናቸው. ስለ ንጥረ ብቻ ጥቂት ግራም አንድ የእግር ኳስ ሜዳ እኩል ክልል መሸፈን ይቻላል በኋላ.

Graphene እና ማመልከቻ ሊሆኑ ብርሃን-ክብደት ሳተላይቶች እና አውሮፕላኖች ምርት ላይ ግምት. በዚህ አካባቢ, አዲስ ማስረጃው ሊተካ ይችላል ካርቦን ቃጫ ውስጥ የተውጣጣ ማቴሪያሎች. Nanomaterials ይልቅ የሲልከን ትራንዚስተሮች መካከል መዋል ይችላሉ, እና በላስቲክ ውስጥ አተገባበር የኤሌክትሪክ conductivity መስጠት.

Graphene እና አጠቃቀም ጉዳዮች አነፍናፊ በማምረት ላይ ይቆጠራሉ. እነዚህ መሣሪያዎች በጣም አደገኛ ሞለኪውል መለየት ይችሉ ይሆናል የቅርብ ጊዜ ቁሳዊ መሠረት ላይ መቀመጣቸውን. ነገር ግን አንዳንድ ጊዜ የኤሌክትሪክ ባትሪዎች ምርት ውስጥ የናኖ-ብናኞች አጠቃቀም ያላቸውን ውጤታማነት ለመጨመር.

Graphene እና የማመልከቻ ኦፕቶኤሌክትሮኒክ ውስጥ ተብራርተዋል. አዲሱ ይዘት ያለውን መያዣዎች ምግብ ትኩስ ለመጠበቅ ጥቂት ሳምንታት ያስችላል ይህም ከ በጣም ክብደቱ ቀላል እና የሚበረክት ፕላስቲክ ውጭ ይመልሳል.

እና graphene መጠቀም የሆነ ግልጽነት conductive መከታተያ, የፀሐይ የሚረዳውና ያስፈልጋል ልባስ እና ለማምረት ይጠበቃል አንድ ጠንካራ እና በነፋስ ተርባይኖች መካከል ሜካኒካዊ ውጤቶች ይበልጥ የሚከላከል.

የተመሠረተ nanomaterial የተሻለ የስፖርት መሳሪያዎች, የሕክምና ጥገናን እና supercapacitors ይኖረዋል.

በተጨማሪም, graphene እና ማመልከቻ ጋር ተዛማጅነት:

- ከፍተኛ ድግግሞሽ ከፍተኛ-ኃይል የኤሌክትሮኒክ መሣሪያዎች;
- ሰው ሠራሽ ሽፋን በ ታንክ ውስጥ ሁለት ፈሳሽ መለየት;
- የተለያዩ ዕቃዎች መካከል conductivity ባህሪያት ማሻሻል;
- diode አመንጪ ወደ ኦርጋኒክ ብርሃን ላይ አንድ ማሳያ መፍጠር;
- ኤን ተከተል አዳዲስ ዘዴዎችን ልማት የተፋጠነ;
- ፈሳሽ ክሪስታል ማሳያዎች ማሻሻል;
- ballistic ትራንዚስተሮች.

የ አውቶሞቲቭ ኢንዱስትሪ ውስጥ ያለው አጠቃቀም

መርማሪዎች መሠረት, የተወሰነ ኃይል graphene 65 kWh / ኪግ አቀራረቦች. ይህ ቁጥር በአሁኑ ሊቲየም-አዮን ባትሪ በጣም የተለመዱ ናቸው ሰው ከ 47 እጥፍ ከፍ ያለ ነው. ይህ እውነታ, ሳይንቲስቶች የባትሪ ቻርጅ አዲስ ትውልድ ለመፍጠር ተጠቅመዋል.

Graphene ፖሊመር ባትሪ - ከፍተኛ የኤሌክትሪክ ኃይል በብቃት የያዛችሁባቸው ተይዞባቸዋል ይህም አማካኝነት መሣሪያው. በአሁኑ ወቅት ላይ ሥራ በብዙ አገሮች ውስጥ ተመራማሪዎች የሙስናና ነው. ጉልህ እድገት በዚህ ጉዳይ ላይ የስፔን ሳይንቲስቶች ማሳካት. Graphene-ፖሊመር ባትሪ, እነሱ ነባር የባትሪ የሚሆን ተመሳሳይ ቁጥር ከ ጊዜያት በመቶዎች ይበልጣል, የኃይል ፍጆታ አለው ተፈጥሯል. እነሱም የኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎችን ለማስታጠቅ ይጠቀሙበታል. የተጫነባቸው ያለውን ማሽን, graphene ባትሪ, ኪሎ በሺህ ለማቆም ያለ መጓዝ ይችላሉ. ድካም 8 ደቂቃዎች በላይ ከእንግዲህ ወዲህ ያስፈልግዎታል ጊዜ የኤሌክትሪክ የኃይል ምንጭ መሙላት.

ማያንካዎች

ሳይንቲስቶች አዲስ እና ተወዳዳሪ የማይገኝላቸው ነገሮችን በመፍጠር, graphene ማሰሱን ይቀጥሉ. በመሆኑም የካርቦን nanomaterial ሰፊ ማያ ገጽ ጋር ለመገናኘት ማያ የሚያፈራ ምርት ውስጥ ማመልከቻ አግኝቷል. የሚለው ይታያሉ እና የዚህ አይነት ተለዋዋጭ መሳሪያ ሊሆን ይችላል.

ሳይንቲስቶች አንድ graphene ሉህ ቅርጽ ውስጥ አራት ማዕዘን ነው ተነስቶ አንድ ግልጽነት electrode ወደ ተመልሷል. እርሱ ደግሞ እጅግ በጥንካሬው, ግልፅነት, ምቾት, የአካባቢ ወዳጃዊ እና ዝቅተኛ ወጪ በመቀነስ, የማያ ንካ ሥራ ውስጥ ተሳትፈዋል አድርጓል.

ለማግኘት graphene

ይህም አዲሱን nanomaterials ተከፈተ ጊዜ 2004 ጀምሮ, ሳይንቲስቶች በውስጡ ዝግጅት ዘዴዎች በርካታ ችያለሁ. ይሁን እንጂ ከእነዚህ መንገዶች መካከል እጅግ መሠረታዊ ይቆጠራሉ:

- ሜካኒካዊ የሚያማርር;
- ክፍተት ውስጥ epitaxial እድገት;
- perofaznogo የኬሚካል ማቀዝቀዝ (የመፍሰስን-ሂደት).

እነዚህ ሦስት መንገዶች የመጀመሪያው በጣም ቀላል ነው. ሜካኒካዊ የሚያማርር ጋር graphene ምርት ተጠባቂ ቴፕ ላይ ታደራለች ወለል ግራፋይት ልዩ መተግበሪያ ነው. በዚህ መሠረት በኋላ, በወረቀት ሸማ የሚመስል ወደሚፈልጉት ቁሳዊ መለየት, ማጠፍ እና unbend ይጀምራሉ. ተግባራዊ ጊዜ ይህ ዘዴ graphene ከፍተኛ ጥራት ማግኘት. ይሁን እንጂ እንዲህ እርምጃዎች nanomaterials በጅምላ ምርት ተስማሚ አይደሉም.

የሲልከን ስስ መካከል epitaxial ዕድገት ዘዴ ሲጠቀሙ, ሲሊከን ያለኤሌክትሪክ ነው ላዩን ንብርብር ላይ ይውላሉ. በተጨማሪም, ይህ ቁሳዊ በጣም ከፍተኛ ሙቀት (1000 K) ላይ ሞቆ ነው. ኬሚካላዊ ምክንያት ይተን የመጀመሪያው የትኛው የካርቦን አተሞች ያለውን ሲሊከን አተሞች, ተለያይተው ነው እንደመሆኑ. በዚህም ምክንያት, መዝገቡን ንጹህ graphene ይቆያል. ይህ ዘዴ ለኪሳራ የካርቦን አተሞች ለቃጠሎ ወቅት ሊከሰት ይችላል ይህም በጣም ከፍተኛ ሙቀት, መጠቀም ግድ ነው.

graphene, አንድ የመፍሰስን-ሂደት የጅምላ ምርት የሚያገለግሉ በጣም አስተማማኝ እና ቀላል ዘዴ. ይህ አንድ ዘዴ ነው ይህም ውስጥ ብረት-የተሸፈኑ ሊባባስ ቃርሚያና ጋዞች መካከል ያለውን ኬሚካላዊ ምላሽ.

የትኛው graphene ያፈራል?

እስከዛሬ ድረስ, ትልቁ ኩባንያ, አዲስ nanomaterial ቻይና ውስጥ ይገኛል ያፈራል. አምራቹ ስም - Ningbo Morsh ቴክኖሎጂ. graphene ምርት እነርሱ 2012 ጀመረ.

የ nanomaterial ዋነኛ የሸማች ኩባንያ ቾንግኪንግ Morsh ቴክኖሎጂ ነው. Graphene ወደ መነካት ወደ የገባው ናቸው conductive ግልጽ ፊልሞችን, ምርት ለማግኘት ሊጠቀሙበት.

በአንጻራዊ ሁኔታ በቅርቡ አንድ ታዋቂ ኩባንያ Nokia ምስሉ ዳሳሽ ላይ የፓተንት አውጥቷል. ይህ በጣም አስፈላጊ አካል እንደመሆኑ graphene የጨረር መሣሪያ ንጥረ ጥቂት ንብርብሮች ነው. ካሜራዎች መካከል ዳሳሾች ውስጥ ጥቅም ላይ እንዲህ ያለ ቁሳዊ በእጅጉ (1000 ጊዜ ድረስ) ያላቸውን ትብነት ይጨምራል. በተመሳሳይ ጊዜ የኤሌክትሪክ ፍጆታ ቅነሳ ተናግሯል. ወደ ዘመናዊ ስልክ የሚሆን ጥሩ ካሜራ ደግሞ graphene ይይዛል.

የቤት አካባቢ ማዘጋጀት,

ይህ በቤት ውስጥ graphene ለማምረት ይቻላል? ይህ አዎ, ስናገኘው! አንተ ብቻ ሳይሆን ከ 400 ወ አንድ ወጥ በብሌንደር አቅም መውሰድ, እና የአየርላንድ የፊዚክስ የተገነባ ዘዴ መከተል ይኖርብናል.

እንዴት በቤት graphene ለማምረት ነበር? ይህ ዓላማ በብሌንደር ጽዋ ማንኛውም ፈሳሽ ሳሙና መካከል 10-25 ሚሊ የተዋረደውን መከለያ መካከል 20-50 ግራም በማከል ውሃ 500 ሚሊ ፈሰሰ ነበር. ተጨማሪ የመሣሪያ graphene flakes አንድ የተለቆጠ መልክ ድረስ, ግማሽ ሰዓት 10 ደቂቃ ከ ማስኬድ አለበት. በ ምክንያት ቁሳዊ ሶላር ሴሎች electrodes ውስጥ አጠቃቀሙ መፍቀድ ነበር ዘንድ ከፍተኛ conductivity ይኖረዋል. Graphene ደግሞ በቤት አካባቢ ውስጥ ምርት ፕላስቲክ ያለውን ንብረት ማሻሻል ይችላሉ.

nanomaterial ውስጥ oxides

ሳይንቲስቶች በንቃት ምርምር እና በውስጥ ወይም ካርቦን ጥልፍልፍ ውስጥ ጠርዝ ላይ እንዲህ ያሉ graphene መዋቅር ያለው ሞለኪውል በአባሪነት ወይም ኦክስጅን-የያዙ ተግባራዊ ቡድኖች (ዎች) ነው. ይህ ጠንካራ የናኖ-ኦክሳይድ ይህም የንግድ ምርት ደረጃ ላይ ደርሰዋል ይህም የመጀመሪያ ሁለት-ልኬት ሥዕሎች ነው. የዚህ አወቃቀር nano- እና microparticles ጀምሮ ሳይንቲስቶች ምርት ናሙናዎችን ሳንቲሜትር.

በመሆኑም, የካርቦን diofilizirovannym ጋር በማጣመር ውስጥ graphene ኦክሳይድ በቅርቡ የቻይና ሳይንቲስቶች ማግኘት ነበር. ይህ ትንሽ አበባ ውስጥ ሲረግፉ ላይ ይካሄዳል ነው ይህም በጣም ቀላል ክብደት ቁሳዊ ሴንቲ ሜትር ኩብ ነው. ነገር ግን ይህ አዲስ ንጥረ ነገር, ይህም ውስጥ graphene ኦክሳይድ በዓለም ውስጥ እጅግ ጠንካራ አንዱ ነው.

ባዮሜዲካል መተግበሪያዎች

Graphene ኦክሳይድ selectivity አንድ ልዩ ንብረት አለው. ይህ ንጥረ ነገር አንድ ባዮሜዲካል መተግበሪያ ለማግኘት ያስችላቸዋል. ስለዚህ, ሳይንቲስቶች ሥራ ምስጋና ካንሰር ምርመራ የሚሆን graphene ኦክሳይድ መጠቀም ይቻላል ነበር. የልማት የሆነ መጀመሪያ ደረጃ ላይ ካንሰር አግኝ ወደ nanomaterial ልዩ የጨረር እና የኤሌክትሪክ ባህርያት ያስችላቸዋል.

በተጨማሪም graphene ኦክሳይድ መድሃኒቶች እና ምርመራን መካከል ኢላማ ማድረስ ያስችላል. ይህ ቁሳዊ መሠረት ላይ sorption biosensors ወደ ኤን ኤ ሞለኪውል በመጠቆም, ናቸው.

የኢንዱስትሪ መተግበሪያዎች

በ graphene ኦክሳይድ ላይ የተመሠረቱ የተለያዩ sorbents ቁስሉ dezaktsivatsii የተፈጥሮ እና ሰው ሰራሽ ነገሮች ሊተገበሩ ይችላሉ. ንቁ nanomaterial አንድ የተቆረጠ የከርሰ ምድር እና የገፀ ምድር ውኃ, አፈር እና radionuclide ሆነው ማጽዳት ማስኬድ ይችላሉ.

graphene ኦክሳይድ ከ ማጣሪያዎች ልዩ መተግበሪያዎች ኤሌክትሮኒክ ክፍሎች የሚያፈራ ይህም superchistotoy ግቢ, ማቅረብ ይችላሉ. የዚህ ቁሳዊ ልዩ ባህሪያት ጥሩ የኬሚካል ሉል ቴክኖሎጂ ወደ ዘልቆ ይሆናል. በተለይ, ይህ ሬዲዮአክቲቭ የተበተነ እና ብርቅ ማዕድናት ለማውጣት ይችላል. በመሆኑም graphene ኦክሳይድ አጠቃቀም ዝቅተኛ-ደረጃ ለማቅለጥ ከ ወርቅ ለማውጣት ይፈቅዳል.