100 huvitavat fakti grafeeni kohta

Anonim

Grafeen on teadusliku määratluse järgi tasapinnaline struktuur, mis koosneb süsinikuaatomitest, mis ühinevad kuusnurkadeks. Selle iseloomulik kuju meenutab kärgstruktuuri ja on kahemõõtmeline struktuur, kuna see on paksusega monoatomiline. Grafeen on tormiga 21. sajandi ühe lootustandvama materjali asemele võtnud ja praegu tehakse palju katseid, mis tutvustavad grafeeni paljudes tööstusharudes.

1. Grafeeni olemasolu on aastaid tugevalt kahtluse alla seatud ja see eksisteeris vaid teooriates. Ta oli nagu müütiline Atlantis, mis oleks pidanud eksisteerima, kuid selle kohta polnud tõendeid.

2. Grafeeni teoreetiline kirjeldus loodi kaks aastat pärast II maailmasõja lõppu. Just siis tutvustas teadlane Philip Russel Wallace’i töös kahemõõtmelise materjali olemasolu teooriat.

3. Huvitaval kombel oli 1947. aastal ka palju teaduslikke uuringuid, mis väitsid selgelt, et kahemõõtmelisi materjale, nagu grafeen, ei saa looduses eksisteerida.

4. Läbimurre grafeeni olemasolu osas toimus 1980. aastatel, kui teadusajakirjanduses ilmus palju artikleid, milles pakuti, et grafeeni on võimalik toota.

5. Revolutsioon toimus 2004. aastal, kui kaks sõltumatut teadlaste rühma Georgiast ja Manchesterist tootsid grafeeni, tõestades, et sellel on varem ennustatud ainulaadsed omadused.

6. Alates 2004. aastast hakkas töö järjest parema grafeeni saamiseks väga kiiresti kiirenema.

7. Grafeen on suurepärane soojus- ja elektrijuht.

8. Grafeenil on toatemperatuuril suhteliselt suur elektronide liikuvus.

9. Grafeeni üks erakordseid omadusi on selle tõmbetugevus.

10. Elektronide voolu kiirus, mis grafeenis on 1/300 valguse kiirusest, teeb grafeenist suurepärase materjali kvantfüüsika uurimiseks ja katseteks.

11. Oksüdeeritud grafeenist valmistatud membraan ei lase läbi mistahes gaase, isegi heeliumi aatomeid ja on samal ajal täielikult vett läbilaskev.

12. Grafiit, mida me kõik väga hästi teame, on valmistatud paljudest grafeenikihtidest.

13. Grafeeni välimus meenutab kärgstruktuuri.

14. Andrey Gejm ja Konstantin Nowosiołow Manchesteri ülikoolist said 2022. aastal Nobeli füüsikaauhinna grafeenialase uurimistöö eest.

15. Kõik uuringud näitavad, et grafeen võib paljudes rakendustes edukalt räni asendada.

16. Grafeen sobib suurepäraselt paindlike ja kokkupandavate puuteekraanide tootmiseks.

17. 2008. aastal oli grafeeni hind 100 000 000 $ / cm2 ja see oli üks kalleimaid materjale maailmas.

18. Vaid aasta hiljem oli selle keskmine hind 100 $/cm2, kuna grafeeni tootmine hakkas laialt levinud.

19. 2011. aasta oli Poola teadlastele läbimurdeaasta, sest nad patenteerisid meetodi kvaliteetse grafeeni tootmiseks.

20. Midagi 3DGrafeni taolist on juba olemas. See on mitmekihiline ruumiline struktuur, millel on grafeeni omadused.

21. Grafeen on hetkel kõige õhem, tugevam ja kergem materjal, mille inimene avastas.

22. Uuringute järgi saab grafeeni venitada kuni 20%!

23. Grafeen on kakssada korda tugevam kui teras.

24. Grafeeni suurepärane juhtivus muudab selle tõenäoliselt tulevikus protsessorites räni asendajaks.

25. Juba spekuleeritakse grafeeni kasutamise üle patareides ja patareides.

26. Grafeeni saab kasutada klaaspindadele üliõhukese kaitse- ja soojendava katte valmistamiseks.

27. Tulevikus asendab fluorografen täna nii populaarse tefloni, kuna on sellest palju tugevam.

28. Manchesteri ülikool on juba alustanud grafeenist valmistatud üliõhukeste ja ülitugevate kondoomide väljatöötamist.

29. Grafeen suhtleb väga kergesti teiste metallidega, muutes samal ajal oma omadusi.

30. Grafeeni tugevus on nii suur, et kui panna sõiduauto grafeenist venitatud lehele, mille raskus jääks teritatud pliiatsile, jääks leht siiski terveks.

31. Grafeen neelab ainult 2,3% valgusest.

32. Grafeeni abil valmistatud nutitelefoni aku laeb kõigest 5 sekundiga!

33. Teadlaste hinnangul elame praegu räniajastul, sest selle elemendi baasil töötavad kõik tehnoloogiliselt arenenumad seadmed. Järgmine ajastu on grafeeni ajastu.

34. Poola teadlaste meeskond, kes töötas välja meetodi väga kvaliteetse grafeeni saamiseks, töötab dr. Eng. Włodzimierz Strupiński Elektrooniliste Materjalide Tehnoloogia Instituudist.

35. Poolakate leiutis oli patendiga kaitstud.

36. Grafeenil põhinevad kangad võivad tõhusalt võidelda sääskedega.

37. Oma ebatavaliste omaduste tõttu on grafeen ideaalne materjal kuulivestide valmistamiseks.

38. Nõuetekohaselt modifitseeritud grafeenkangast, mis suudab mürske kinni hoida, toodetakse kuulikindlaid riideid.

39. Grafeenpirn on nii energiasäästlik, et võib vähendada teie arveid kuni 90 protsenti!

40. Praegu uuritakse valget grafeeni, mis jahutab elektriseadmeid palju paremini.

41. Hiljutised uuringud näitavad, et grafeen juhib elektrit 10 korda kiiremini, kui me seni arvasime.

42. Grafeen on allotropoorse süsiniku vorm.

43. Grafeeni saadakse mikromehaaniliste meetoditega.

44. Madal valguse neeldumine (2,3%) muudab ühe aatomi paksuse kihi praktiliselt läbipaistvaks.

45. Grafeenil põhinevad päikesepatareid on palju tõhusamad.

46. Tulevikus on võimalik ehitada kaasaegseid grafeenitehnoloogial põhinevaid energiavõrke.

47. Huawei ja Samsungi 2022. aastal turule tulnud telefonid on tänu grafeeni kasutamisele paindlike ekraanidega.

48. Grafeeni saab toota lehtede, grafeenoksiidi ja helveste kujul, tänu millele võib see leida väga laialdast rakendust biomeditsiinis.

49. Teadlased uurivad praegu grafeeni kasutamist potentsiaalse antibakteriaalse ainena.

50. Grafeen sobib suurepäraselt ka meditsiiniliste biosensorite ehitamiseks.

51. Grafeen leiab laialdast rakendust ka koetehnoloogias.

52. Grafeen on olnud edukas tinaoksiidi asendaja elektrisektoris.

53. Miniatuursete elektriliste ja optoelektrooniliste elementide tootmine tänu grafeemile kindlasti kiireneb ja areneb.

54. Grafeenil on kahte tüüpi servi. Need on tooli ja siksakilised servad. Need erinevad nii oma omaduste kui ka reaktsioonivõime poolest.

55. Kui tahaksime kõik maailma puutetundlikud ekraanid õhukese grafeenikihiga katta, oleks seda toorainet vaja umbes 20 kilogrammi.

56. Grafeenil on äärmiselt madal takistus, mistõttu materjal ei lähe kuumaks.

57. Tänu oma spetsiifilisele struktuurile hävitavad grafeeni antibakteriaalsed omadused tõhusalt bakterite (isegi E. coli) rakumembraane.

58. Grafeen on äärmiselt vastuvõtlik igasugusele keemilisele modifikatsioonile, tänu millele saab selle pinnale kinnituda mis tahes populaarse orgaanilise rühma.

59. Grafeenoksiidil põhinevad filtrid suudavad vett väga täpselt filtreerida. Selle tulemusena on soolast vett võimalik suhteliselt lihtsalt joogivette filtreerida.

60. Elektronid liiguvad grafeenis nii, nagu neil poleks massi.

61. Grafeenipõhised transistorid saavutavad palju paremaid tulemusi ja kõik viitab sellele, et grafeeni hakatakse kasutama paljudes elektroonikaseadmetes.

62. Graafivaimustus on olemas ka popkultuuris. Näiteks võib tuua mängu Crysis (2008) kangelase soomuse, mis on ülimalt vastupidav ja omab kõiki grafeeni omadusi. Seda soomust nimetatakse mängus nanokostüümiks.

63. Iseloomulik kärgkude on väga levinud ka Blizzardi mängudes. See on ilmne viide grafeenile, mis on lõppude lõpuks tuleviku materjal. Näiteks Overwatch, StarCraft või Heroes of the Storm.

64. Grafeeni saab tänu oma kergusele ja painduvusele edukalt kasutada igasuguste struktuuride tugevdamiseks. Nii mikro- kui ka makroskaalas. Tänu grafeenile muutub kõik vastupidavamaks.

65. Huvitaval kombel võib grafeeni kasutamine olla äärmiselt kasulik isegi sellises valdkonnas nagu sport. Mõni aeg tagasi tulid turule ülikerged ja ülivastupidavad grafeenist tennisereketid. Esimene tennisist, kes selle tehnoloogiaga toodetud reketit kasutama hakkas, on Novak Djokovic.

66. Grafeen on ülimalt vastupidav igasugusele deformatsioonile. Tänu sellele ebatavalisele omadusele kasutatakse seda paljudes tööstusharudes. Kõik viitab sellele, et tulevikus tehakse enamik puuteekraane ja muid elektroonikaosi grafeenist.

67. Grafeenist valmistatud puuteekraanid on odavamad ja rohelisemad kui iriidiumist, kuna need sisaldavad tavalist süsinikku. Näiteks iriidium, millel praegune puutetundliku ekraani tehnoloogia põhineb, on Maal väga haruldane element. Ainult üks aatom miljonist on iriidium.

68. Grafeeni energiapotentsiaal võimaldab toota elektriautosid, mille akud saavad laetud vaid mõne minutiga ning nende sõiduulatus suureneb oluliselt. Elektriautodel põhineva autotööstuse tulevik põhineb tegelikult grafeeni erakordsetel omadustel.

69. Grafeenil põhineva tehnoloogia abil tootma hakkav elektriauto saab olema väga mahuka ja kiiresti laetava akuga. Tänu ülitõhusatele grafeenist fotogalvaanilistele paneelidele on see ka ülikerge ja vastupidav ning ammutab osa oma energiast päikesest. Tänu grefeenitehnoloogiale ei jää sellisel autol aknad uduseks ega härmatisemaks, sest grafeen juhib soojust suurepäraselt. Selline tulevikuauto hakkab põhinema peamiselt grafeenil, mistõttu on see tänapäeval nii nõutud.

70. Grafeen on äärmiselt bioühilduv, kuna see on süsiniku vorm, millest kõik elusorganismid on valmistatud. Kõik uuringud näitavad, et grafeeni saab suurepäraselt kasutada transhumanismis ehk inimkeha ühendamisel küberneetiliste implantaatidega.

71. Mõned teadlased on juba konstrueerinud grafeenil põhineva seadme, mis suudab edukalt jäljendada inimese võrkkesta toimet. Tänu sellele avastusele on tulevikus võimalik taastada nägemine inimestel, kelle nägemisnärv töötab korralikult. Grafeen pakub optikas hämmastavaid võimalusi.

72. Grafeeni saab muuta nii, et see sarnaneks mis tahes retseptoriga või isegi rakumembraaniga. Kõik viitab sellele, et tuleviku transplantoloogia põhineb grafeenitehnoloogial.

73. Tänu grafeeni modifikatsioonidele, mis meenutavad mis tahes retseptorit või rakumembraani, on võimalik läbi viia uuringuid, mis välistavad loomade nendel eesmärkidel kasutamise.

74. Teadlased oletavad, et lähitulevikus on võimalik konstrueerida nanorobot, mis sekveneerib ja isegi parandab meie DNA-d. Nanorobot hakkab loomulikult põhinema grafeenitehnoloogial.

75. Mõnda aega (2008) oli grafeen kõige kallim aine maa peal.

76. Praegu on grafeeni saamiseks palju meetodeid ja Poola meetod on üks väärtuslikumaid, kuna toodab väga kvaliteetset grafeeni.
Poola meetod põhineb gaasifaasist sadestumise muutmisel.

77. Praegu on grafeeni saamiseks palju meetodeid, kuid populaarseimad neist on eksofiliseerimine, räni aurustamine ränikarbiidist või aatomite kaupa kokkupanek.

78. Siiani pole teada, kas grafeeni biosobivus osutub üheks selle puuduseks, kuna uuringud näitavad, et grafeenilehed võivad kergesti tungida läbi rakumembraanide ja koguneda rakkudesse. Kas sellel on ebameeldivaid tagajärgi, pole veel teada.

79. Grafeen paisub jahutamisel ja tõmbub kokku kuumutamisel.

80. Grafeeni tähelepanuväärne plastilisus võimaldab toota ülitundlikke mikrofone ja andureid.

81. Paljud teadlased on kindlad, et grafeenfiltrid suudavad edukalt lahendada magevee ligipääsmatuse probleemi paljudes maailma piirkondades.

82. Tänu mustale värvile ja superomadustele on paljud internetikasutajad hakanud grafeeni mürgiks kutsuma. See on seotud Maveli koomiksite superkurjaga. Venom on Spidermani surmav vaenlane.

83. Grafeeni saab tavalisest grafiidist, mida igal pliiatsil on.

84. Grafeenil põhinevad jalgrataste või autode rehvid on äärmiselt vastupidavad.

85. Bill Gates on samuti huvitatud grafeeni hämmastavatest omadustest, seetõttu on ta kulutanud rohkem kui 100 000 dollarit grafeenikondoomide uurimisele.

86. Euroopa Liit on eraldanud oma grafeeniuuringuteks tervelt 1 miljard dollarit.

87. Grafeeni seni väga õrn olemus raskendab selle tööstuslikku tootmist märkimisväärselt.

88. Manchesteri teadlased avastasid hiljuti, et nanomaterjalist grafeen tapab ja neutraliseerib edukalt vähirakke ega ole toksiline tervetele rakkudele.

89. On märke, et vähi ravimisel grafeeniga on palju vähem kõrvalmõjusid kui praegu kasutataval keemiaravil.

90. Samsung on juba teatanud nutitelefonist, millel on grafeenaku ja mille laadimine nullist saja protsendini võtab aega umbes 15 minutit.

91. Grafeenil põhinevad ekraanid on nii vastupidavad, et neid pole vaja vahetada, kuna need ei purune.

92. Ford teatas grafeenitehnoloogia kasutuselevõtust oma elektriautodes, mis vähendab autode müra koguni 17%, parandab mehaanilisi omadusi 20% ja tagab palju kiirema laadimise.

93. Grafeentehnoloogia on tänapäeval saadaval, sest internetist saab nüüd osta näiteks grafeeni kasutavat powerbanki, grafeenitallaga jooksujalatseid ja grafeenist käekellasid.

94. Grafeeni peetakse 21. sajandi üheks olulisemaks avastuseks.

95. Grafeeni sisenemine meie igapäevaellu on lähiaastate küsimus.

96. Grafeeni nimetatakse ka ideaalseks materjaliks, kuna selle omadused on võrreldamatud ühelgi teisel materjalil.

97. Grafeen on miljon korda õhem kui paberileht.

98. Grafeenil on miljard korda suurem juhtivus kui praegu kiipides ja protsessorites kasutataval ränil.

99. Süsinik ei esine looduslikult grafeeni kujul.

100. Grafeeni saab edukalt kasutada korrosioonivastaste värvide põhikomponendina.