technika
Niesamowite właściwości grafenu, materiału zdecydowanie wytrzymalszego od stali ...
Grafen – płaska struktura złożona z atomów węgla, połączonych w sześciokąty. Materiał ten kształtem przypomina plaster miodu, a ponieważ ma jednoatomową grubość, w uproszczeniu określa się go mianem struktury dwuwymiarowej. Grafen jest przedmiotem zainteresowania przemysłu ze względu na różne właściwości, w tym elektryczne i mechaniczne.
Opis teoretyczny grafenu powstał już w 1947 w pracy Philipa Russela Wallace’a. Jednak w tym samym okresie opublikowano szereg innych prac, w których dowodzono, że grafen, jak i inne materiały dwuwymiarowe, nie może istnieć w przyrodzie. Na początku lat 80. ubiegłego wieku pojawiały się artykuły wskazujące, że grafen można wytworzyć. W 2004 roku nastąpił przełom – równolegle grupy z Georgii i Manchesteru pokazały, że wytworzony przez nich grafen ma unikatowe własności, które zostały przewidziane wcześniej. Po tych publikacjach nastąpiło gwałtowne przyspieszenie prac nad grafenem – zarówno pod kątem czysto badawczym, jak i w poszukiwaniu coraz lepszych metod wytwarzania tego materiału.
Właściwości:
Bardzo dobry przewodnik ciepła oraz elektryczności – zmierzona przewodność cieplna wynosi od 4840±440 do 5300±480 W/mK (dla porównania srebro – 429 W/mK).
Niewielka rezystywność
Bardzo wysoka ruchliwość elektronów w temperaturze pokojowej – przy założeniu rozpraszania jedynie na fononach: μ ≈ 200 000 cm²/Vs (dla porównania krzem – 1500 cm²/Vs, arsenek galu – 8500 cm²/Vs).
Prędkość przepływu elektronów, wynosząca 1/300 prędkości światła, umożliwia badanie efektów relatywistycznych dla elektronu poruszającego się w przewodniku.
Warstwa o grubości jednego atomu pochłania 2,3% białego światła (dokładnie πα, gdzie α to stała struktury subtelnej).
Jego wytrzymałość na rozciąganie wynosi 130 GPa, w porównaniu do ok. 0,4 GPa dla stali konstrukcyjnej lub kevlaru.
Membrana z utlenionego grafenu nie przepuszcza gazów, nawet atomów helu, a równocześnie jest całkowicie przenikalna dla wody. Daje to możliwość zastosowania do filtracji w temperaturze pokojowej, np. w celu zwiększenia stężenia alkoholu bez użycia klasycznej destylacji czy wymrażania lub taniej produkcji wody pitnej z wody morskiej.
Wiki
Opis teoretyczny grafenu powstał już w 1947 w pracy Philipa Russela Wallace’a. Jednak w tym samym okresie opublikowano szereg innych prac, w których dowodzono, że grafen, jak i inne materiały dwuwymiarowe, nie może istnieć w przyrodzie. Na początku lat 80. ubiegłego wieku pojawiały się artykuły wskazujące, że grafen można wytworzyć. W 2004 roku nastąpił przełom – równolegle grupy z Georgii i Manchesteru pokazały, że wytworzony przez nich grafen ma unikatowe własności, które zostały przewidziane wcześniej. Po tych publikacjach nastąpiło gwałtowne przyspieszenie prac nad grafenem – zarówno pod kątem czysto badawczym, jak i w poszukiwaniu coraz lepszych metod wytwarzania tego materiału.
Właściwości:
Bardzo dobry przewodnik ciepła oraz elektryczności – zmierzona przewodność cieplna wynosi od 4840±440 do 5300±480 W/mK (dla porównania srebro – 429 W/mK).
Niewielka rezystywność
Bardzo wysoka ruchliwość elektronów w temperaturze pokojowej – przy założeniu rozpraszania jedynie na fononach: μ ≈ 200 000 cm²/Vs (dla porównania krzem – 1500 cm²/Vs, arsenek galu – 8500 cm²/Vs).
Prędkość przepływu elektronów, wynosząca 1/300 prędkości światła, umożliwia badanie efektów relatywistycznych dla elektronu poruszającego się w przewodniku.
Warstwa o grubości jednego atomu pochłania 2,3% białego światła (dokładnie πα, gdzie α to stała struktury subtelnej).
Jego wytrzymałość na rozciąganie wynosi 130 GPa, w porównaniu do ok. 0,4 GPa dla stali konstrukcyjnej lub kevlaru.
Membrana z utlenionego grafenu nie przepuszcza gazów, nawet atomów helu, a równocześnie jest całkowicie przenikalna dla wody. Daje to możliwość zastosowania do filtracji w temperaturze pokojowej, np. w celu zwiększenia stężenia alkoholu bez użycia klasycznej destylacji czy wymrażania lub taniej produkcji wody pitnej z wody morskiej.
Wiki
