18:04
Comentarii Adauga Comentariu

_ Grafenul este un supermaterial dovedit, dar fabricarea formei versatile de carbon la scară utilizabilă rămâne o provocare

_ Grafenul este un supermaterial dovedit, dar fabricarea formei versatile de carbon la scară utilizabilă rămâne o provocare

„Viitoarele cipuri pot fi de 10 ori mai rapide, totul datorită grafenului”; „Grafenul poate fi utilizat în detectarea COVID-19”; și „Grafenul permite bateriilor să se încarce de 5 ori mai repede” – acestea sunt doar câteva titluri dramatice recente care laudă posibilitățile grafenului. Grafenul este un material incredibil de ușor, puternic și durabil, format dintr-un singur strat de atomi de carbon. Cu aceste proprietăți, nu este de mirare că cercetătorii au studiat moduri în care grafenul ar putea avansa știința și tehnologia materialelor timp de decenii.

Nu știu niciodată la ce să mă aștept când le spun oamenilor că studiez grafenul – unii nu au auzit niciodată de acesta, în timp ce alții au văzut o versiune a acestor titluri și întreabă inevitabil: „Deci, care este holdup?”

Grafenul este un material fascinant, așa cum sugerează titlurile senzaționale, dar abia începe să fie folosit. în aplicațiile din lumea reală. Problema nu constă în proprietățile grafenului, ci în faptul că este încă incredibil de dificil și costisitor de produs la scară comercială.

Ce este grafenul?

Grafenul este definit cel mai simplu ca fiind un singur strat de atomi de carbon legați împreună într-o structură hexagonală, sub formă de foi. Vă puteți gândi la grafenul pur ca la o foaie groasă de un strat de hârtie absorbantă de carbon care se întâmplă să fie cel mai puternic material de pe Pământ.

Grafenul vine de obicei sub forma unei pulberi făcute din foi mici, individuale. care au aproximativ diametrul unui grăunte de nisip. O foaie individuală de grafen este de 200 de ori mai rezistentă decât o bucată de oțel la fel de subțire. Grafenul este, de asemenea, extrem de conductiv, ține împreună până la 1.300 de grade Fahrenheit (700 C), poate rezista la acizi și este flexibil și foarte ușor.

Din cauza acestor proprietăți, grafenul ar putea fi extrem de util. Materialul poate fi folosit pentru a crea electronice flexibile și pentru a purifica sau desaliniza apa. Și adăugarea a doar 0,03 uncii (1 gram) de grafen la 11,5 lire (5 kilograme) de ciment crește rezistența cimentului cu 35%.

De la sfârșitul anului 2022, Ford Motor Co., cu care am a lucrat ca parte a cercetării mele de doctorat, este una dintre singurele companii care utilizează grafenul la scară industrială. Începând din 2018, Ford a început să producă plastic pentru vehiculele sale, care conținea 0,5% grafen, crescând rezistența plasticului cu 20%.

Cum se face un supermaterial

Grafenul este produs în două principale. moduri care pot fi descrise fie ca proces de sus în jos, fie de jos în sus.

Prima foaie de grafen din lume a fost creată în 2004 din grafit. Grafitul, cunoscut sub numele de mine de creion, este compus din milioane de foi de grafen stivuite una peste alta. Sinteza de sus în jos, cunoscută și sub numele de exfoliere cu grafen, funcționează prin îndepărtarea celor mai subțiri straturi posibile de carbon din grafit. Unele dintre cele mai vechi foi de grafen au fost realizate folosind bandă de celofan pentru a îndepărta straturile de carbon dintr-o bucată mai mare de grafit.

Problema este că forțele moleculare care țin împreună foile de grafen în grafit sunt foarte puternice și este greu să desprinzi cearșafurile. Din această cauză, grafenul produs prin metode de sus în jos are adesea multe straturi groase, are găuri sau deformații și poate conține impurități. Fabricile pot produce câteva tone de grafen exfoliat mecanic sau chimic pe an, iar pentru multe aplicații, cum ar fi amestecarea acestuia în plastic, grafenul de calitate inferioară funcționează bine.

Grafenul exfoliat de sus în jos este departe de a fi perfect, iar unele aplicații au nevoie de acea foaie unică de carbon.

Sinteza de jos în sus formează foile de carbon câte un atom în decurs de câteva ore. Acest proces – numit depunere de vapori – le permite cercetătorilor să producă grafen de înaltă calitate, care are o grosime de un atom și o lungime de până la 30 inci. Acest lucru produce grafen cu cele mai bune proprietăți mecanice și electrice posibile. Problema este că, cu o sinteză de jos în sus, poate dura ore pentru a obține chiar și 0,00001 grame - nu este suficient de rapid pentru orice utilizare la scară largă, cum ar fi electronice flexibile cu ecran tactil sau panouri solare, de exemplu.

Deci, care este reținerea?

Metodele actuale de producție de grafen, atât de sus în jos, cât și de jos în sus, sunt costisitoare, precum și consumă multă energie și resurse și pur și simplu produc prea puțin produs, prea lent.

Unele companii produc grafen și îl vând cu 60.000 până la 200.000 USD pe tonă. Există un număr limitat de utilizări care au sens la aceste costuri ridicate.

Deși cantități mici de grafen de sus în jos sau de jos în sus pot satisface nevoile cercetătorilor, pentru companii chiar și doar procesul de prototipare a unui noul material, aplicare sau proces de fabricație necesită multe kilograme de pulbere de grafen sau sute de foi de grafen și mult timp și efort. Au fost necesare investiții semnificative și mai mult de patru ani de studiu, dezvoltare și optimizare înainte ca grafenul să ajungă pe linia de producție la Ford.

Producția actuală abia poate acoperi experimentarea, cu atât mai puțin utilizarea pe scară largă.

Îmbunătățirea producției

Pentru un material care există doar din 2004, s-au făcut multe progrese în extinderea producției și implementării grafenului.

Există indicii că grafenul este începând să pătrundă la nivel comercial. Există un număr mare de startup-uri legate de grafen care se uită la o gamă largă de utilizări, de la stocarea energiei la compozite și la stimularea nervilor. Companii majore, cum ar fi Tesla, LG și gigantul chimic BASF, investighează, de asemenea, modul în care ar putea fi utilizat grafenul, în bateriile reîncărcabile, electronice flexibile sau portabile și materiale de ultimă generație.

Grafenul este pregătit pentru o descoperire care va reduce costurile și va crește scara producției, iar acesta este un domeniu de cercetare academică intensă. O nouă tehnică descoperită în 2020, numită încălzire flash joule, este deosebit de promițătoare. Cercetătorii au arătat că trecerea unor cantități mari de electricitate prin orice sursă de carbon reorganizează legăturile carbon-carbon într-o structură de grafen. Folosind acest proces, este posibil să se producă multe kilograme de grafen de înaltă calitate la un cost relativ scăzut din orice material care conține carbon, cum ar fi cărbunele sau chiar gunoiul. O companie numită Universal Matter Inc. comercializează deja procesul.

Odată ce costul grafenului scade, vor urma aplicațiile comerciale. Apetitul pentru grafen este uriaș, dar va dura ceva timp până când acest material își va atinge potențialul.

Acest articol este republicat din The Conversation sub o licență Creative Commons. Citiți articolul original.


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Boston Celtics, liderul incontestabil al NBA, la a treia înfrângere consecutivă

_ Poliția lansează vânătoarea de bărbat după ce o femeie de 20 de ani „a fost violată într-un atac înfiorător”

_ VIDEO – „Aproape 300.000 de buletine de vot în 2022 nu ar eșua verificarea semnăturii” – Shelby Busch discută peste 1.800 de plicuri pentru buletine de vot goale, alegători morți, semnături incorecte în județul Maricopa în camera de război a lui Bannon

_4 Media Info - 27 Jan 2023 07:03:42

_Stiri Negre - 26 Jan 2023 14:44:32

_ Hărți fascinante arată că a fi pilot este locul de muncă de vis numărul 1 din lume, din SUA până în Marea Britanie

_Gold FM Romania - 26 Jan 2023 16:47:26

_ Rusia bombardează o maternitate din Kherson. Nu este prima oară când invadatorii lovesc maternităţi

_ O t�nără de 29 de ani a fost arestată după ce s-a pozat ca elevă la liceul din New Jersey

_ 'Da, sunt căsătorită!': Rita Ora confirmă în sfârșit că s-a căsătorit cu frumoasa Taika Waititi

_ Angajații de la Google cer �Siguranță psihologică� de la șefii lor după concedieri

_ Soția lui Robbie Williams, Ayda Field, refuză șansa de a deveni o adevărată casnică din Beverly Hills

_ Istoria fascinantă a fotografului Nan Goldin și RĂZBOIUL ei împotriva Sacklers

_Gold FM Romania - 26 Jan 2023 11:38:57

_ TREBUIE VĂZIT: Jim Hoft de la TGP în War Room - Descrie VIDEO BOMBSHELL cu Ray Epps care scăpa de a doua barieră la Capitoliul SUA (VIDEO)

_ SUA și NATO par a fi hotărâte să înceapă un război cu Rusia

_Gold FM Romania - 27 Jan 2023 11:41:46

_ DEZVOLTARE: Proiectul Veritas: Pfizer explorează virusul Covid-19 „mutant” prin „evoluție direcționată” pentru a continua să profite de pe urma vaccinurilor (VIDEO)

_ Ce pub-uri Wetherspoons se închid în Marea Britanie?

_ Brendan Fraser spune că se simte norocos că a făcut parte din The Whale, deoarece atinge „prejudecățile legate de greutate”

_ Intruziile de aer arctic vor veni la Lower 48 săptămâna viitoare

_ Monica Bellucci dezvăluie de ce a preluat rolul cântăreței de operă Maria Callas într-un show one-woman

_ Comunitățile indigene cu drepturi teritoriale puternice pot rezista acaparării terenurilor în Pădurea Atlantică fragmentată a Braziliei

_ Spectatorii Grand Designs îl critică pe căpitanul egoist al marinei care și-a construit o casă de un milion de lire sterline

_ Bestia care s-a prefăcut că este șofer de taxi pentru a lua o femeie înainte de a răpi și a viola, condamnată la 18 ani de închisoare

_Marius Tucă Show - 26 Jan 2023 21:02:33

_ Soția furioasă intră în bordel și o bate și o dezbracă pe prostituată thailandeză pentru că a făcut sex cu soțul

_ Jeremy Hunt îi înfruntă pe rebelii conservatori tăiați de taxe, cu jurământul că va reduce mai întâi inflația

_ Morgan Stanley a penalizat cu peste un milion de dolari câţiva angajaţi

_ Europol: Bode instaurează totalitarismul în MAI. Bilanţ fără sindicate

_Gold FM Romania - 26 Jan 2023 11:19:04

_ Ginerele lui Nicolae Ceaușescu, dezvăluiri incendiare: ei au vrut să elimine familia cu totul! Voiau să șteargă urmele

_Marius Tucă Show - 25 Jan 2023 20:35:40

_Marius Tucă Show - 25 Jan 2023 20:26:52

_ WSJ bate joc de sondarea lui Comey �n Rusia: �Prespusul vinovat a fost membru al propriei echipe a domnului Comey�

_ Mass-media principală a spus că El Salvador, prietenos cu Bitcoin, și-ar plăti datoria, dar tocmai a plătit înapoi 800 de milioane de dolari

_ Gov't approves state aid scheme for reducing excise duty on diesel fuel for agriculture

_Gold FM Romania - 25 Jan 2023 17:51:03

_ Australian Idol: Ricki-Lee se întoarce ca gazdă la 19 ani de la audiție

_ „În perioada mea de director CIA și secretar de stat, știu că a scurs informații clasificate” – Mike Pompeo despre Adam Schiff (VIDEO)

_ Rita Ora ridică temperaturile în timp ce pozează TOPLESS în timp ce își promovează noul single

_ EȘEC EPIC: Nominatul judiciar Biden nu poate răspunde la întrebările de bază despre Constituție (video)

_ Kremlinul reacționează la apropierea ceasului de apocalipsa de la miezul nopții

_Marius Tucă Show - 25 Jan 2023 20:16:54

_Marius Tucă Show - 25 Jan 2023 20:15:35

_ Cum a devenit Equifax un IRS privat

Facebook îl reinstituie pe Trump după doi ani cu „noile balustrade la locul lor”

_ Guatam Adani, săracul bogat al Indiei: a fost „uşurat” de 50 de miliarde de dolari în 3 zile

_ Tate brothers accused of bringing girls from US, UK to Romania and posting pornographic content online

_ FACIAS îi cere lui Predoiu măsuri rapide în cazul pedofilului eliberat de justiție

_ Un focar de gripă aviară a fost diagnosticat la o fermă din judeţul Braşov

_ Atac cu rachete în regiunea Odesa

_ 'The Israeli army raided a Palestinien refugee camp in the northern city of Jenin'

_ Prințesa Charlene și copiii gemeni se alătură prințului Albert, infectat cu Covid

_ Atletico Madrid mai are o șansă de succes când vizitează Real Madrid

_ Ascensiunea lui Esther Crawford în Twitter-ul lui Elon Musk

_ Nottingham Forest vs Man United - semifinala Carabao Cup: scor live, știri despre echipă, actualizări

_ Un bărbat a lovit cu pumnii şi picioarele o ambulanţă într-o intersecţie, spărgându-i oglinda retrovizoare şi parbrizul

_ Regele și Regina Consort sunt solemne la Palatul Buckingham de Ziua Memorială a Holocaustului

_Stiri Negre - 27 Jan 2023 10:26:31


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10 Pag.11 Pag.12 Pag.13 Pag.14 Pag.15
Pag.16 Pag.17 Pag.18 Pag.19 Pag.20

Nr. de articole la aceasta sectiune: 1169, afisate in 20 pagini.



ieri 10:22 _ TREBUIE CITITĂ