Waarom is grafeen belangrijk?

Grafeen is een tweedimensionale honingraatrangschikking van koolstofatomen die een revolutie teweegbrengt in de technologie. De ontdekking was zo belangrijk dat het de Russische wetenschappers Andre Geim en Konstantin Novoselov 2010 Nobelprijs voor de natuurkunde opleverde. Hier zijn enkele redenen waarom grafeen belangrijk is.

Het is een tweedimensionaal materiaal.

Bijna elk materiaal dat we tegenkomen is driedimensionaal. We beginnen pas net te begrijpen hoe de eigenschappen van een materiaal worden veranderd wanneer er een tweedimensionale reeks van wordt gemaakt. De eigenschappen van grafeen verschillen sterk van die van grafiet, wat de overeenkomstige driedimensionale rangschikking van koolstof is. Het bestuderen van grafeen helpt ons om te voorspellen hoe andere materialen zich in tweedimensionale vorm kunnen gedragen.

Grafeen heeft de beste elektrische geleidbaarheid van elk materiaal.

Elektriciteit stroomt zeer snel door de eenvoudige honingraatplaat. De meeste geleiders die we tegenkomen zijn metalen, maar grafeen is gebaseerd op koolstof, een niet-metaal. Hierdoor kan de ontwikkeling van elektriciteit stromen onder omstandigheden waarin we misschien geen metaal willen. Welke voorwaarden zouden dat zijn? We beginnen pas die vraag te beantwoorden!

Grafeen kan worden gebruikt om zeer kleine apparaten te maken.

Grafeen geleidt zoveel elektriciteit in een zo kleine ruimte dat het kan worden gebruikt om geminiaturiseerde supersnelle computers en transistoren te ontwikkelen. Deze apparaten moeten een minimale hoeveelheid stroom nodig hebben om ze te ondersteunen. Grafeen is ook flexibel, sterk en transparant.

Opent onderzoek naar relativistische kwantummechanica.

Grafeen kan worden gebruikt om de voorspellingen van kwantumelektrodynamica te testen. Dit is een nieuw onderzoeksgebied, omdat het niet eenvoudig is geweest om een ​​materiaal te vinden dat Dirac-deeltjes vertoont. Het beste is dat grafeen geen exotisch materiaal is. Het is iets dat iedereen kan maken!

Graphene Feiten

• Het woord "grafeen" verwijst naar een enkellaags plaat van hexagonaal gerangschikte koolstofatomen. Als het grafeen zich in een andere opstelling bevindt, wordt het meestal opgegeven. Dubbellagig grafeen en meerlagig grafeen zijn bijvoorbeeld andere vormen die het materiaal kan aannemen.
• Net als diamant of grafiet is grafeen een allotroop van koolstof. In het bijzonder is het gemaakt van sp² gebonden koolstofatomen met een molecuulbindingslengte van 0,142 nm tussen atomen.
• Drie van de meest nuttige eigenschappen van grafeen zijn dat het extreem sterk is (100 tot 300 keer sterker dan staal), het geleidend is (bekendste warmtegeleider bij kamertemperatuur, met een elektrische stroomdichtheid 6 orde van grootte hoger dan koper), en het is flexibel.
• Grafeen is het dunste en lichtste materiaal dat bekend is. Een vel grafeen van 1 vierkante meter weegt slechts 0,0077 gram, maar kan tot vier kilogram gewicht dragen.
• Een laag grafeen is van nature transparant.

Potentieel gebruik van grafeen

Wetenschappers beginnen nog maar net met het verkennen van de vele mogelijke toepassingen van grafeen. Een deel van de technologie die in ontwikkeling is, omvat:

• Supersnel opladen van batterijen.
• Verzameling van radioactief afval voor eenvoudiger opruimen.
• Sneller flash-geheugen.
• Sterkere en beter uitgebalanceerde gereedschappen en sportartikelen, zoals tennisrackets.
• Ultradunne aanraakschermen die op een niet-breekbaar materiaal kunnen worden geplakt.
• Grafeen-gebaseerd e-paper dat kan worden bijgewerkt met nieuwe informatie.
• Snelle en efficiënte biosensor-apparaten 200, voor het meten van bloedglucose, cholesterol en mogelijk uw DNA
• Hoofdtelefoon met fenomenale frequentierespons.
• Supercondensatoren die batterijen in wezen verouderen.
• Nieuwe waterdichte coatings.
• Buigbare batterijen.
• Sterker en lichter vliegtuig en pantser.
• Hulp bij het regenereren van weefsel.
• Zout water zuiveren tot drinkwater.
• Bionische apparaten die rechtstreeks verbinding kunnen maken met de neuronen van uw lichaam.