De ce este important Grafenul?

Grafenul este un aranjament bidimensional al atomilor de carbon care revoluționează tehnologia. Descoperirea sa a fost atât de semnificativă încât a obținut oamenii de știință ruși Andre Geim și Konstantin Novoselov Premiul Nobel pentru fizică din 2010. Iată câteva motive pentru care grafinul este important.

Este un material bidimensional.

Aproape fiecare material pe care îl întâlnim este tridimensional. Abia începem să înțelegem cum se schimbă proprietățile unui material atunci când este transformat într-un tablou bidimensional. Caracteristicile grafenului sunt foarte diferite de cele ale grafitului, ceea ce reprezintă aranjamentul tridimensional corespunzător al carbonului. Studierea grafenului ne ajută să prezicem cum se pot comporta alte materiale sub formă bidimensională.

Grafenul are cea mai bună conductibilitate electrică a oricărui material.

Electricitatea curge foarte repede prin foaia simplă de fagure. Majoritatea conductoarelor pe care le întâlnim sunt metale, totuși grafenul este bazat pe carbon, un nemetal. Aceasta permite ca energia electrică să curgă în condiții în care s-ar putea să nu dorim un metal. Ce condiții ar fi acestea? Abia începem să răspundem la această întrebare!

Grafenul poate fi folosit pentru fabricarea dispozitivelor foarte mici.

Grafenul conduce atât de multă energie electrică într-un spațiu atât de mic încât poate fi utilizat pentru a dezvolta computere și tranzistoare miniaturizate. Aceste dispozitive ar trebui să necesite o cantitate minusculă de energie pentru a le susține. Grafenul este, de asemenea, flexibil, puternic și transparent.

Deschide cercetarea în mecanica cuantică relativă.

Grafenul poate fi utilizat pentru a testa predicțiile electrodinamicii cuantice. Acesta este un domeniu nou de cercetare, deoarece nu a fost ușor să găsești un material care să afișeze particule Dirac. Partea cea mai bună este că grafenul nu este un material exotic. Este ceva ce poate face oricine!

Faptele grafenei

• Cuvântul "grafen" se referă la o foaie cu un singur strat de atomi de carbon aranjați hexagonal. Dacă grafenul se află într-un alt aranjament, este de obicei specificat. De exemplu, grafenul cu mai multe straturi și grafenul multistrat sunt alte forme pe care materialul le poate lua.
• La fel ca diamantul sau grafitul, grafenul este un alotrop al carbonului. Mai exact, este confecționat din sp² atomi de carbon legați care au o lungime a legăturii moleculei de 0,142 nm între atomi.
• Trei dintre cele mai utile proprietăți ale grafenului sunt faptul că este extrem de puternic (de 100 până la 300 de ori mai puternic decât oțelul), este conductiv (cel mai cunoscut conductor de căldură la temperatura camerei, cu o densitate de curent electric cu 6 ordini de magnitudine mai mare decât cuprul) și este flexibil.
• Grafenul este cel mai subțire și mai ușor material cunoscut. O foaie de grafen de un metru pătrat cântărește doar 0,0077 grame, dar este capabilă să suporte până la patru kilograme de greutate.
• O foaie de grafen este transparentă în mod natural.

Utilizări potențiale ale grafenului

Oamenii de știință încep doar să exploreze numeroasele utilizări posibile ale grafenului. O parte din tehnologia în curs de dezvoltare include:

• Încărcare ultra-rapidă a bateriilor.
• Colectarea deșeurilor radioactive pentru o mai ușor curățare.
• Memorie flash mai rapidă.
• Instrumente și echipamente sportive mai puternice și mai bine echilibrate, cum ar fi rachete de tenis.
• Ecrane tactile ultra-subțiri care pot fi lipite pe un material care nu se poate sparge.
• Hârtie electronică pe bază de grafen care se poate actualiza cu informații noi.
• Dispozitive biosenzor rapide și eficiente 200, pentru măsurarea glicemiei, a colesterolului și eventual a ADN-ului
• Căști cu răspuns fenomenal de frecvență.
• Supercapacitoare care, în esență, fac bateriile învechite.
• Acoperiri impermeabile noi.
• Baterii pliabile.
• Aeronave și armuri mai puternice și mai ușoare.
• Ajutor la regenerarea țesuturilor.
• Purificarea apei sărate în apă potabilă.
• Dispozitive bionice care se pot conecta direct la neuronii corpului tău.