Graphene ati awọn oniwe-elo. Awọn Awari ti Graphene. Nanotechnology ni igbalode aye

Jo laipe ni Science ati Technology ni a titun agbegbe, ti a npe nanotechnology. Asesewa fun yi ibawi ni ko kan tiwa ni. Wọn ti wa ni ifẹ. Awọn patiku, tọka si bi "nano" ni a iye dogba si ọkan billionth ti ida kan ninu eyikeyi iye. Awọn wọnyi ni titobi le nikan wa ni akawe si awọn iwọn ti awọn ọta ati awọn ohun. Fun apẹẹrẹ, a nanometer ni a npe ni ọkan-billionth ti a mita.

Awọn ifilelẹ ti awọn itọsọna ti awọn titun aaye ti Imọ

Nanotechnology ti a npe ni awon ti o se afọwọyi awọn ọrọ lori awọn ipele ti ohun ati awọn ọta. Nitorina, yi agbegbe ti Imọ ni tun npe ni molikula Bluetooth. Ohun ti o wà ni iwuri fun awọn oniwe-idagbasoke? Nanotechnology ni igbalode aye ti han ọpẹ si ikowe Richarda Feynmana. Ni o ni ọmowé ti safihan pe nibẹ ni o wa ti ko si idiwo si awọn ẹda ti ohun taara lati awọn ọta.

Tumo si fun munadoko ifọwọyi ti aami patikulu ti a npe ni assembler. Yi molikula nanomachine, eyi ti o le ṣee lo lati kọ eyikeyi be. Fun apẹẹrẹ, awọn assembler le ti wa ni a npe ni adayeba ribosome synthesizing a amuaradagba awon adiarajo alaaye.

Nanotechnology ni igbalode aye ni o wa ko kan kan nikan agbegbe ti ĭrìrĭ. Wọn ti soju kan jakejado dopin ti iwadi taara jẹmọ si ọpọlọpọ awọn Pataki sáyẹnsì. Lara wọn ni o wa fisiksi, kemistri ati isedale. Ni ibamu si sayensi, awon sáyẹnsì yoo ni awọn alagbara julọ iwuri si awọn idagbasoke lodi si awọn backdrop ti nbo nanotech Iyika.

Ayika ti ohun elo

Akojö gbogbo awọn agbegbe ti awọn eniyan aṣayan iṣẹ-ṣiṣe, ni ibi ti nanotechnology ti lo loni, o jẹ soro nitori ti awọn gidigidi ìkan akojọ. Nítorí náà, pẹlu awọn iranlọwọ ti yi aaye ti Imọ ti wa ni produced:

- ẹrọ fun superdense gbigbasilẹ eyikeyi alaye;
- orisirisi awọn eroja;
- sensosi, oorun ẹyin, semikondokito transistors;
- alaye, iširo ati alaye ọna ẹrọ;
- nanoimprint ati nanolithography;
- ẹrọ fun titoju agbara, ati idana ẹyin;
- olugbeja, aaye ati bad ohun elo;
- bioinstrumentary.

Lori yi ijinle sayensi aaye ti nanotechnology ni Russia, USA, Japan ati orisirisi European awọn orilẹ-ede pẹlu diẹ igbeowosile ti wa ni soto kọọkan odun. Eleyi jẹ nitori awọn tiwa ni asesewa fun awọn idagbasoke ti yi Ayika ti iwadi.

Nanotechnology ti wa ni sese ni Russia ni ibamu si awọn Federal afojusun eto, eyi ti o pese ko nikan nla owo owo, sugbon tun rù kan ti o tobi iye ti oniru ati iwadi iṣẹ. Lati se aseyori awọn afojusun ti lọ lati iparapọ awọn akitiyan ti awọn orisirisi ijinle sayensi ati imo awọn ọna šiše ni awọn ipele ti orile-ede ati multinational ajose.

titun awọn ohun elo

Nanotechnology ti sise sayensi lati gbe awọn kan carbon awo le ju diamond ti sisanra jẹ nikan kan atomu. O oriširiši Graphene. O ti wa ni thinnest ati Lágbára awọn ohun elo ti ni Agbaye, eyi ti o ndari ina Elo dara ju ohun alumọni kọmputa eerun.

Awọn Awari ti Graphene jẹ gidi kan rogbodiyan iṣẹlẹ, eyi ti yoo gba Elo ayipada ninu aye wa. Yi awọn ohun elo ti jẹ ki oto ti ara-ini ti o taa ayipada awọn eniyan iseda ti ohun ati oludoti.

Itan ti Awari

Graphene ni a meji-onisẹpo gara. Awọn oniwe-be ni a hexagonal ọlọnà wa ninu erogba awọn ọta. O tumq si ẹrọ ti Graphene bere gun ṣaaju ki o to sunmọ rẹ gidi aṣa, niwon yi awọn ohun elo ti o jẹ ti awọn igba fun ko kan onisẹpo mẹta lẹẹdi gara.

Ani ninu 1947 G. P. Volles o ni o ni diẹ ninu awọn ini ti Graphene, ni tooto pe awọn oniwe-be ni iru awọn irin, ati diẹ ninu awọn abuda iru si awon ti awọn olekenka-relativistic patikulu, neutrinos ati massless photons. Sibẹsibẹ, awọn titun awọn ohun elo nibẹ ni o wa awọn significant iyato ti o ṣe awọn ti o oto ni awọn oniwe-iseda. Ṣugbọn ìmúdájú ti awọn wọnyi awari ti a gba nikan ni 2004, nigbati Konstantin Novoselov ati Andrey Geim a ti akọkọ gba nipasẹ awọn erogba ni free ipinle. Yi titun nkan na ni a npe ni Graphene, o si je pataki kan Awari sayensi. Ri yi ohun kan le je ni ikọwe. Awọn oniwe-lẹẹdi opa ni ṣe soke ti ọpọ fẹlẹfẹlẹ ti Graphene. Báwo ni a ikọwe fi oju kan ami lori awọn iwe? Awọn o daju ni wipe, pelu awọn agbara ti awọn mojuto irinše ti awọn fẹlẹfẹlẹ, nibẹ ni a gan ko lagbara asopọ laarin wọn. Wọn ti wa ni gan rọrun lati kuna ni olubasọrọ pẹlu awọn iwe, nlọ kan irinajo ni kikọ.

Lilo awọn titun awọn ohun elo

Ni ibamu si sayensi, awọn sensosi ti o ti wa ni orisun lori Graphene, ni anfani lati itupalẹ awọn agbara ati majemu ti awọn ọkọ ofurufu, bi daradara bi lati ṣe asọtẹlẹ iwariri. Sugbon nikan nigbati awọn ohun elo ti pẹlu iru-ini yoo fi yanilenu odi kaarun di ko o wulo ohun elo yoo se agbekale ninu awọn itọsọna ti awọn nkan na. Ni bayi ọjọ, chemists, physicists ati itanna Enginners ni o wa tẹlẹ nife ninu awọn oto agbara ti Graphene. Lẹhin ti o kan kan diẹ giramu ti awọn nkan le ti wa ni bo agbegbe, dogba si a bọọlu aaye.

Graphene ati awọn oniwe-elo oyi kà ninu producing lightweight awọn satẹlaiti ati ofurufu. Ni agbegbe yi, awọn titun awọn ohun elo le ropo erogba okun ni eroja ohun elo. Nanomaterials le ṣee lo dipo ti ohun alumọni transistors ati awọn oniwe-imuse ni ṣiṣu fun o itanna elekitiriki.

Graphene ati awọn oniwe-lilo ti wa ni kà ni ọrọ sensọ manufacture. Awọn wọnyi ni awọn ẹrọ ti wa ni akoso lori igba ti awọn titun awọn ohun elo ti yoo ni anfani lati ri awọn lewu julo moleku. Ṣugbọn awọn lilo ti Nano-powders ni isejade ti ina batiri ni igba lati mu wọn ndin.

Graphene ati awọn oniwe-elo ti wa ni sísọ ni optoelectronics. Ti awọn titun awọn ohun elo ti yoo tan jade gan lightweight ati ti o tọ ṣiṣu lati ti awọn apoti yoo gba fun diẹ ọsẹ lati tọju ounje alabapade.

Awọn lilo ti Graphene si ti wa ni o ti ṣe yẹ lati manufacture a sihin conductive ti a bo ti beere fun diigi, oorun paneli ati ki o kan ni okun ati siwaju sii sooro si darí ipa ti afẹfẹ turbines.

Da nanomaterial yoo ni kan ti o dara idaraya ẹrọ, egbogi aranmo ati supercapacitors.

Bákan náà, Graphene ati awọn oniwe-elo ti o yẹ si:

- ga-igbohunsafẹfẹ ga-agbara ẹrọ itanna;
- Oríkĕ awo sọtọ meji omi ni ojò;
- imudarasi elekitiriki-ini ti awọn orisirisi ohun elo;
- ṣiṣẹda kan àpapọ lori awọn Organic ina emitting ẹrọ ẹlẹnu meji;
- onikiakia idagbasoke ti titun imuposi ti DNA itẹlera;
- yewo ti omi gara han;
- ballistic transistors.

Awọn lilo ninu awọn Oko ile ise

Ni ibamu si oluwadi, awọn kan pato agbara yonuso awọn Graphene 65 kWh / kg. Yi nọmba rẹ jẹ 47 ni igba ti o ga ju awọn ọkan ti o wa ni ki wọpọ lasiko litiumu-dẹlẹ awọn batiri. O daju yi, sayensi ti lo lati ṣẹda titun kan iran ti batiri ṣaja.

Graphene polima batiri - awọn ẹrọ nipa ọna ti awọn ti awọn ti o pọju ina agbara daradara ni idaduro. Lọwọlọwọ, awọn iṣẹ ti o ti wa ni ti gbe jade nipa awọn oluwadi ni ọpọlọpọ awọn orilẹ-ede. Significant itesiwaju waye Spanish sayensi ni yi, nwon. Graphene-polima batiri, nwọn si da ni o ni agbara agbara, ogogorun ti igba tobi ju a iru olusin fun wa tẹlẹ awọn batiri. Wọn ti lo o lati equip ina awọn ọkọ ti. Awọn ẹrọ, eyi ti o ti fi sori ẹrọ Graphene batiri, le ajo lai idekun egbegberun ibuso. Lati saji awọn ina agbara orisun nigba ti exhaustion yoo nilo ko si siwaju sii ju 8 iṣẹju.

touchscreens

Sayensi tesiwaju lati Ye Graphene, ṣiṣẹda a titun ati ki o lẹgbẹ ohun. Bayi, awọn erogba nanomaterial ti ri awọn oniwe-elo ni gbóògì ti o fun wa ifọwọkan iboju pẹlu jakejado iboju. Oro ti o le han ki o si rọ ẹrọ ti yi iru.

Sayensi ni a Graphene dì jẹ onigun ni apẹrẹ ati ki o wa o sinu kan sihin elekiturodu. O si tun ti kopa ninu awọn iṣẹ ti awọn iboju ifọwọkan, gidigidi atehinwa agbara, akoyawo, ni irọrun, ayika friendliness ati iye owo kekere.

gba Graphene

Niwon 2004, nigbati ti o ti la awọn Hunting nanomaterials, sayensi ti mastered nọmba kan ti awọn ọna fun awọn oniwe-igbaradi. Sibẹsibẹ, awọn julọ ipilẹ ti awọn wọnyi ọna ti wa ni kà:

- darí exfoliation;
- epitaxial idagbasoke ni igbale;
- itutu perofaznogo kemikali (CVD-ilana).

Ni igba akọkọ ti awọn ti awọn wọnyi mẹta awọn ọna ni julọ rọrun. Graphene gbóògì pẹlu darí exfoliation ni pataki kan ohun elo ti lẹẹdi si awọn alemora dada ti alemora teepu. Lẹhin ti yi ipile, bi a dì ti iwe, bẹrẹ lati tẹ ki o si unbend, yiya sọtọ awọn ti o fẹ awọn ohun elo ti. Nigba ti a to yi ọna Graphene gba awọn ga didara. Sibẹsibẹ, iru awọn sise ni o wa ko dara fun ibi-gbóògì ti nanomaterials.

Nigba lilo awọn ọna ti epitaxial idagbasoke ti tinrin ohun alumọni wafers ti wa ni lilo, awọn dada Layer ti o jẹ ohun alumọni carbide. Siwaju si, yi awọn ohun elo ti wa ni kikan ni kan gan ga otutu (1000 K). Bi awọn kan abajade ti kemikali aati ti wa ni niya lati awọn ohun alumọni awọn ọta ti erogba awọn ọta, akọkọ ti eyi ti vaporize. Bi awọn kan abajade, awọn gba awọn si maa funfun Graphene. Awọn daradara yi ọna ti o jẹ awọn tianillati se ti lilo gidigidi ga awọn iwọn otutu, eyi ti o le šẹlẹ nigba ijona ti erogba awọn ọta.

Julọ gbẹkẹle ati ki o rọrun ọna ti a lo fun ibi-gbóògì ti Graphene, a CVD-ilana. O ti wa ni a ọna ninu eyi ti awọn kemikali lenu laarin awọn irin-ti a bo ayase ati hydrocarbon ategun.

Eyi ti o fun wa Graphene?

Lati ọjọ, awọn ti ile, fun titun kan nanomaterial wa ni be ni China. Awọn orukọ ninu awọn olupese - Ningbo Morsh Technology. Graphene gbóògì ti won bere ni 2012.

Awọn ifilelẹ ti awọn olumulo ti awọn nanomaterial ni a ile Chongqing Morsh Technology. Graphene lo o fun isejade ti conductive sihin fiimu, eyi ti o ti wa ni fi sii sinu awọn Ajọ àpapọ.

Jo laipe, a daradara-mọ ile Nokia ti ti oniṣowo kan itọsi lori aworan sensọ. Gẹgẹ bi ara ti yi Elo-ti nilo ni kan diẹ fẹlẹfẹlẹ ti Graphene opitika irinse ano. Iru a ohun elo ti lo ninu awọn sensosi ti awọn kamẹra gidigidi mu wọn ifamọ (soke to 1000 ni igba). Ni akoko kanna woye idinku ninu ina agbara. Ti o dara kamẹra fun awọn foonuiyara yoo tun ni Graphene.

Igbaradi ti a abele ayika,

Ṣe o ṣee ṣe lati gbe awọn Graphene ni ile? O wa ni jade, bẹẹni! O kan nilo lati ya a idana idapọmọra agbara ti ko kere ju 400 W, ki o si tẹle awọn ọna ni idagbasoke nipasẹ awọn Irish physicists.

Báwo ni gbe awọn Graphene ni ile? Fun idi eyi ni idapọmọra ife ti a dà 500 milimita ti omi nipa fifi 10-25 milimita ti eyikeyi omi detergent ati 20-50 giramu ti itemole sileti. Siwaju awọn ẹrọ yẹ ki o wa ṣiṣe lati 10 iṣẹju to idaji wakati kan, titi hihan a slurry ti Graphene flakes. Abajade awọn ohun elo ti yoo ni a ga elekitiriki ti yoo gba awọn oniwe lilo ninu awọn amọna ti oorun ẹyin. Graphene tun le mu awọn-ini ti ṣiṣu yi ni abele ayika.

afẹfẹ nanomaterial

Sayensi actively ìwádìí ati Graphene be iru awọn ti inu tabi lori egbegbe ti awọn erogba apapo ni so tabi atẹgun-ti o ni iṣẹ-ṣiṣe awọn ẹgbẹ (s) ti awọn moleku. Yi ri to Nano-afẹfẹ ti eyi ti o jẹ akọkọ meji-onisẹpo awọn aworan, ti o ti ami awọn ipele ti owo gbóògì. Lati nano- ati microparticles ti yi be sayensi centimeter ayẹwo produced.

Bayi, awọn Graphene afẹfẹ ni apapo pẹlu erogba diofilizirovannym ti a laipe gba nipa Chinese sayensi. Eleyi jẹ gidigidi lightweight awọn ohun elo ti centimeter cube eyi ti o ti waye lori petals kan ti a ti kekere Flower. Ṣugbọn yi titun nkan na, ninu eyi ti awọn Graphene afẹfẹ jẹ ọkan ninu awọn julọ ri to ni agbaye.

ìwádí ohun elo

Graphene afẹfẹ ni o ni a oto ohun ini ti selectivity. Eleyi yoo gba laaye nkan lati wa a ìwádí ohun elo. Nítorí, o ṣeun si awọn iṣẹ ti sayensi je ṣee ṣe lati lo Graphene afẹfẹ fun awọn okunfa ti akàn. Ri akàn ni ohun tete ipele ti awọn oniwe-idagbasoke gba oto opitika ati itanna-ini ti awọn nanomaterial.

Tun Graphene afẹfẹ faye gba Ipolowo oba ti oloro ati àyẹwò. Lori ilana yi awọn ohun elo ti o wa sorption biosensors, ntokasi si awọn DNA moleku.

ise ohun elo

Orisirisi sorbents da lori awọn Graphene afẹfẹ le wa ni loo si awọn sile dezaktsivatsii adayeba ki o si eniyan-ṣe ohun. A ge ti nṣiṣe lọwọ nanomaterial le lọwọ omi inu ile ati dada omi, ile ati aferi wọn lati awọn radionuclide.

Ajọ lati Graphene afẹfẹ le pese superchistotoy agbegbe ile, eyi ti o fun wa itanna irinše fun pataki ohun elo. Awọn ti oto-ini ti yi ohun elo ti yoo penetrate sinu itanran kemikali Ayika Bluetooth. Ni pato, eyi le jẹ isediwon ti ipanilara tuka ati toje awọn irin. Bayi, awọn lilo ti Graphene afẹfẹ faye gba lati jade wura lati kekere-ite ores.