Yn 2010 wûn Geim en Novoselov de Nobelpriis yn natuerkunde foar har wurk op Grafyk. Dizze priis hat in djippe yndruk litten op in protte minsken. Nei alles is net elk iprike eksperimintele ark is like gewoan as kleefferbân, en net elk ûndersyksobjekt is like magysk en maklik te begripen as "twa-dimensjonale kristal". It wurk yn 2004 kin wurde útrikt yn 2010, dat is seldsum yn 'e Record fan Nobelpriis yn' e lêste jierren.
Grape is in soarte fan substansje dy't bestiet út ien laach koalstofatomen dy't nau regele yn in twa-dimensjonele huningblêd hexagonale rove. Lykas diamant, grafyt, fultere, koalstof, koalstof nanotubes en amorfous koalstof, it is in substansje (ienfâldige substansje) gearstald út koalmakken. Lykas werjûn yn it figuer hjirûnder kinne Falleren en Carbon Nanotubes wurde sjoen as op ien of oare manier oprolde út in inkelde laach grafyk, dy't is steapele troch in protte lagen fan grafyske. It teoretysk ûndersyk nei it gebrûk fan Grutten om de eigenskippen te beskriuwen fan ferskate koalstofimale stoffen (Graph, Carbon Nanotubes, mar it wurdt algemien leaud dat sa'n twa-dimensjonele materialen lestich binne om allinich te bestean, allinich hechte oan 'e trije-dimensjele substraat oerflak of binnen stoffen lykas grafyt. It wie net oant 2004 dat Geim en syn studint Konstantin Novoselov in inkelde laach gripe fan Grafyk hawwe troch eksperiminten dat it ûndersyk op Graphene nije ûntwikkeling berikke.
Beide Fullerene (links) en koalstof nanotube (midden) kin wurde beskôge as op ien of oare manier rôle, wylst grafyt (rjochts) steapele wurdt troch meardere grafyk troch de ferbining fan 'e ferbining fan' e krêft fan Van Der Wapen-krêft.
Tsjintwurdich kin Graphene op ferskate manieren wurde krigen, en ferskate metoaden hawwe har eigen foardielen en neidielen. Geim en Novoselov krigen grafyske op in ienfâldige manier. Mei help fan transparante tape te krijen yn supermerken, strippe se Graphene, in grafykblêd mei mar ien laach fan koalstofatomen dik, út in stikje pyrolytyske grafyt. Dit is handich, mar de kontrôle is net sa goed, en grafyk mei in grutte fan minder dan 100 mikrons (ien tsiende fan in millimeter kin wurde brûkt foar eksperiminten, mar it is lestich om te wurden brûkt foar praktysk Applikaasjes. CHEMISCHE VAPOR DESITISJE KINNE GRAPHERE SOFPLES groeie mei de grutte fan tsientallen sintimeter op it metalen oerflak. Hoewol it gebiet mei konsistinte oriïntaasje is mar 100 mikron [3,4], it is geskikt west foar de produksje behoeften fan guon applikaasjes. In oare mienskiplike metoade is om it silisium-karbide te ferwaarmjen (SIC) Crystal nei mear dan 1100 ℃ yn fakuüm, dat de silisokomen tichtby it oerflak ferdampje, en de atten fan Graphene samplen kinne krije mei Great-samples mei goede eigenskippen.
Grape is in nij materiaal mei unike eigenskippen: har elektryske konduktiviteit is sa poerbêst as koper, en syn thermyske konduktiviteit is better dan hokker bekende materiaal. It is heul transparant. Mar in lyts diel (2,3%) fan it fertikale ynsidint sichtber ljocht sil wurde opnommen troch grafyk, en it measte fan it ljocht sil trochgean. It is sa ticht dat sels heliumatomen (de lytste gasmolekulen) net troch kinne gean. Dizze magyske eigenskippen wurde net direkt erflik út grafyt, mar fan kwantummeganika. It is unike elektryske en optyske en optyske eigenskippen bepale dat it brede applikaasjeperspektiven hat.
Hoewol Grafiene allinich minder dan tsien jier ferskynde, hat it in protte technyske applikaasjes, dy't heul seldsum is yn 'e fjilden fan fysyk en materiële wittenskip. It duorret mear dan tsien jier of sels desennia foar algemiene materialen om te bewegen fan laboratoarium oant it echte libben. Wat is it gebrûk fan grapke? Litte wy nei twa foarbylden sjen.
Sêfte transparante elektrode
Yn in protte elektryske apparaten moatte transparante gekkenmateriaal wurde brûkt as elektroden. Elektroanyske horloazjes, berekkeningen, televyzjes, floeibere kristal-byldskermen, oanreitsje skermen, sinnige panielen en in protte oare apparaten kinne it bestean fan transparante elektroden net ferlitte. De tradisjonele transparante elektrode brûkt Indium TIN OXIDE (ITO). Fanwegen de hege priis en beheinde oanbod fan Indium, is it materiaal bros en gebrek oan fleksibiliteit, en de elektrode moat wurde dellein yn 'e middelste laach fakuüm, en de kosten binne relatyf heech. Wurdt wittenskippers in lange tiid besocht syn ferfanger te finen. Njonken de easken fan transparânsje, goede konduktiviteit en maklike tarieding, as de fleksibiliteit fan it materiaal sels goed is, sil it geskikt wêze foar it meitsjen fan "elektroanyske papier" of oare foldske display-apparaten. Dêrom is fleksibiliteit ek in heul wichtich aspekt. Grape is sa'n materiaal, dat is heul geskikt foar transparante elektroden.
Undersikers fan Samsung en Chengjunguan Universiteit krigen grapheerd mei in diagonale lingte fan 'e grafyske dampdûk en oerdroegen oan in 198-mikronde polyaat (pet) Film om in grafyske basearre touchsskerm te produsearjen [pet). Lykas werjûn yn 'e figuer hjirûnder, wurdt it grafyske folie op' e kopere folop mei de termyske strippen (blau transparend diel), en úteinlik wurdt it grafyk oerbrocht nei de húsdier troch te ferwaarmjen .
Nije fotoelektryske induksjeapparatuer
Graphene hat heul unike optyske optyske eigenskippen. Hoewol d'r mar ien laachomen is, kin it 2,3% fan it útstjoere ljocht absorbearje yn 'e heule golflingen fan sichtber ljocht om te ynfrarren. Dit nûmer hat neat te meitsjen mei oare materiële parameters fan Grafiene en wurdt bepaald troch kwantum Electrododynamics [6]. It opnommen ljocht sil liede ta de generaasje fan dragers (elektroanen en gatten). De generaasje en ferfier fan dragers yn Grafiene binne heul oars as dy yn tradisjonele semikonieuers. Dit makket graphene tige geskikt foar ultrafastfotoleerektryske induksjeapparatuer. It wurdt rûsd dat sokke plantelektyske induksjeapparatuer kin wurkje by de frekwinsje fan 500GHZ. As it wurdt brûkt foar sinjaal oerdracht, kin it 500 miljard nulo's of per sekonde oerdrage, en de oerdracht fan 'e ynhâld fan' e ynhâld fan twa BLû-skiven yn ien sekonde foltôgje.
Eksperts út IBM Thomas J. Watson Research Center yn 'e Feriene Steaten hawwe Grape brûkt om FotelEmtrike Induction-apparaten te produsearjen dy't kinne wurkje by 10GHz Frekwinsje [8]. Earst waarden grafyske flekjes taret op in silisium substraat bedutsen mei 300 nm dikke silica troch "tape triennende metoade of titanium gouden elektroden mei in ynterval fan 1 mikrôle en in breedte fan 250 nm makke. Op dizze manier wurdt in Grafiene-basearre fotelektryk induksjeapparaat krigen.
Schematysk diagram fan Grappei PotelEsctric Induksje Equipment en Scannen fan Electron Microscope (SEM) Foto's fan wirklike samples. De swarte koarte line yn 'e figuer komt oerien mei 5 mikron, en de ôfstân tusken metalen rigels is ien mikron.
Fia eksperiminten fûnen de ûndersikers dat dit metalen grafyske metalen induksje fan 16ghz fan 16ghz de wreedkwaliteit kin berikke yn 'e golflingen fan 300 nm (by ultraviolet) nei 6 mikron (ynfraread), wylst De tradisjonele fotelleektryske ynduksjebuis kin net reagearje op ynfraread ljocht mei langere golflingte. De wurkfrekwinsje fan Grafiene PhotoLectric Induction-apparatuer hat noch grutte romte foar ferbettering. De superieure prestaasjes makket dat it in breed oanbod hat fan tapassingspledingen, ynklusyf kommunikaasje, kontrôle- en miljeu-monitoaring op ôfstân.
As nij materiaal mei unike eigenskippen, it ûndersyk op 'e tapassing op' e tapassing fan Grape opkommende de iene nei de oare. It is lestich foar ús om har hjir te pleatsen. Yn 'e takomst kinne d'r miskien fjild-effekt hawwe makke fan Graphen, Molekulêre skeakels makke fan Grafyke en Molekulêre detectors makke yn' e Daily Life dat stadichoan út 'e laboratoar komt sil skine yn it deistich libben.
Wy kinne ferwachtsje dat in grut oantal elektroanyske produkten mei Grafiene yn 'e heine takomst ferskine. Tink oer hoe ynteressant it soe wêze as ús smartphones en netbooksoofroeven op ús earen koene wurde rôle, yn ús bûsen, of om ús polsen te wikseljen as net yngeane by it gebrûk!
Posttiid: MAR-09-2022