Graphene a seng Applikatioun. D'Entdeckung vun graphene. Nanotechnologie an der moderner Welt

Relativ kuerzem am Science a Technology ass en neit Gebitt, genannt Nanotechnologie. Perspektiven fir dës Nawell ass net nëmmen enorm. Si sinn éiergäizeg. De ëm, Éieren als "Nanotechnike" ass e Wäert t'selwecht ee Milliarde vun enger Ëmwandlung vun all Wäert. Dës gesin kann nëmmen un der Gréisst vun Atomer a Molekülle Verglach ginn. Zum Beispill, ass e nanometer der eent-Milliarde Joer vun engem Meter genannt.

D'Haaptrei Richtung vun der neier Beräich vun der Wëssenschaft

Nanotechnologie genannt deene dass d'Matière op den Niveau vun Molekülle an Atomer manipuléieren. Also, ass dëse Beräich vun der Wëssenschaft och molekulare Technologie genannt. Wat huet sech d'Impulser fir hir Entwécklung? Nanotechnologie an der moderner Welt hunn wossten merci fir d'Ëmwelt Richarda Feynmana. An et huet d'Wëssenschaftler bewisen dass et keng Hindernisser un der Kreatioun vun Saachen direkt aus der Atomer.

Heescht fir effikass Manipulatioun vun kleng Deelercher genannt AssemblerLanguage. Dëst molekulare nanomachine, déi benotzt kënne keng Struktur ze bauen. Zum Beispill, kann de AssemblerLanguage natierlech Ribosom synthesizing e Protein an liewege Organismen genannt ginn.

Nanotechnologie an der moderner Welt sinn net nëmmen eng eenzeg Géigend vun Expertise. Si bedeiten eng grouss Ëmfang vun Fuerschung direkt ze vill fundamental Wëssenschaft dinn. Dorënner sinn Physik, Chimie a Biologie. Laut Wëssenschaftler, wäert hunn dës Wëssenschaft de mächtegste Elan zu der Entwécklung géint déi Kuliss vun de kommende nanotech Revolutioun.

Sphär vun Applikatioun

Lëscht all Beräicher vun mënschlech Aktivitéit, wou Nanotechnologie haut ass benotzt, et wéinst dem ganz beandrockend Lëscht onméiglech ass. Esou, mat der Hëllef vun dësem Beräich vun der Wëssenschaft sinn produzéiert:

- Apparater fir superdense Originalopnahm all Informatiounen;
- verschidde Équipement;
- detektéieren, Solarzellen, semiconductor transistors;
- Informatiounen, Informatik a Informatiounen Technik;
- nanoimprint an nanolithography;
- Apparater fir Energie raumen, an Brennstoffzellen;
- Ofwier, Raum an Loftfaart Uwendungen;
- bioinstrumentary.

Op dëser wëssenschaftleche Beräich vun Nanotechnologie an Russland, USA, Japan an e puer europäesche Länner mat méi Finanzéierung ass all Joer entgéintgeholl. Dat ass wéinst der grousser Perspektiven fir d'Entwécklung vun dëser Sphär vun Fuerschung.

Nanotechnologie ass Entwécklungslänner an Russland no der Bundesrepublik Zil- Programm, deen net nëmme grouss finanziell Käschten stellt, mä och eng grouss Quantitéit vum Design a Fuerschung Wierker Droen. Ze erreechen de Goaler elo d'Efforten vun verschidden wëssenschaftlech an technologesch Systemer um Niveau vun nationalen an multinational Entreprisen ze verbannen.

neit Material

Nanotechnologie hunn Wëssenschaftler aktivéiert engem Kuelestoff Risotto schwéier wéi Diamanten ze produzéieren hir deck ass nëmmen eng Atom. Et besteet aus graphene. Et ass der thinnest an stäerkst Material am Universum, dee Stroum vill besser wéi Silicon Computer Course iwwerdréit.

D'Entdeckung vun graphene ass eng richteg revolutionär Evenement, déi vill änneren an eist Liewen erlaben wäerten. Dëst Material ass sou eenzegaarteg physikalesch Eegeschaften, déi der mënschlecher Natur vu Saachen an Substanzen grondsätzléch Ännerungen.

Geschicht vun der Entdeckung

Graphene ass eng zwee-zweedimensional Kristallsglas produzéiert. Seng Struktur ass eng sechseckegen strooss aus Kuelestoff Atomer. Theoretesch Studien vun graphene huet laang ier seng real Motiver agetriichtert, well dëst Material d'Basis fir Gebaier eng dräi-zweedimensional GRAPHITE Kristallsglas produzéiert gëtt.

Och zu 1947 G. P. Volles huet hien e puer Eegeschafte vun graphene, beweist, datt seng Struktur ass ähnlech Metaller, an e puer Charakteristiken ähnlech wéi déi vun der ultra-relativistesch Deelchen, Neutrinoen an massless photons. Allerdéngs sinn déi nei Material do gewësse groussen Ennerscheeder dass et eenzegaarteg a senger Natur maachen. Mee Bestätegung vun dëse Conclusiounen war eréischt am Joer 2004 kritt, wann Konstantin Novoselov an Andrey Geim éischt vum Kuelestoff am fräie Staat kritt huet. Dës nei Substanz ass graphene genannt, a war eng grouss Entdeckung Wëssenschaftler. Op ee Bléck dësem Punkt kann an Bläistëft ginn. Seng GRAPHITE Staang ass an vun MÉI Schichten vun graphene feieren. Wéi heescht Blieder engem Bläistëft eng Mark op de Pabeier? De Fait ass, datt, trotz der Stäerkt vun der Kär Komponente vun der Schichten, do eng ganz schwaach Link tëscht hinnen ass. Si sinn ganz einfach am Kontakt mat de Pabeier ze falen, eng Spur schrëftlech loosst.

Mat den neie Material

Laut Wëssenschaftler, d'detektéieren dass op graphene baséiert sinn, kënnen d'Kraaft an Zoustand vun de Schëffer, wéi och zu Viraus Äerdbiewen ze analyséieren. Awer nëmmen, wann d'Material mat esou Eegeschafte wäert technesch Mauer Laboratoiren kloer praktesch ginn verloossen Applikatioun wäert an der Richtung vun der Substanz entwéckelen. Um presentéieren Dag, chemists, Physiker an Ingenieuren elektresch sinn schon interesséiert am eenzegaarteg Kënnen vun graphene. No just e puer Gramm vun der Substanz kann Territoire, gläich un engem Fussball Terrain geschwat ginn.

Graphene a seng Applikatioun potentiel zu produzéiert liicht Satelliten a Fligere considéréiert. An dësem Beräich, kann déi nei Material der schounen Kuelestoff Faseren am Komposit Materialien. Nanomaterials kann amplaz Silicon transistors a seng Ëmsetzung am Plastik ginn et elektresch Leit benotzt.

Graphene a seng Gebrauch sinn am Beräich Sensor Fabrikatioun considéréiert. Dës Apparater sinn op der Basis vun der läscht Material gemaach ginn kënnen déi geféierlech Protein ze entdecken. Mä d'Notzung vun Nano-powders an der Produktioun vun elektreschen Akkuen um mol hir Efficacitéit gestiermt.

Graphene a seng Applikatioun sinn an optoelectronics diskutéiert. Vun der neier Material gëtt Tour aus ganz liicht a laang halen Plastik aus deen de Behälter fir e puer Wochen erlaben wäerten Iessen frësch ze halen.

D'Benotzung vun graphene an ass erwaart eng transparent Politik kann een fir passt, Solarpanneauen an engem staark a méi resistent géint mechanesch Effekter vun Wandkraaftanlage néideg fir Chimie.

Baséiert nanomaterial wäert eng besser Sport Equipement, medezinesch implants an supercapacitors hunn.

Och, graphene a seng Applikatioun relevant fir:

- héich-Frequenz héich-Muecht elektronesch Apparater;
- kënschtlech Membran zwee Flëssegket am Tank ofgetrennt;
- verbesseren d'Leit Eegeschafte vun verschiddenen Materialien;
- Schafe vun enger Kaart op der Bio Liichtjoer Emissiounen Prêt;
- scho Entwécklung vun neien Techniken vun DNA sequencing;
- Verbesserung vun Flëssegket Kristallsglas produzéiert weist;
- ballistic transistors.

D'Benotzung vun der automobile Industrie

No Fuerscher, Approche déi spezifesch Energie der graphene 65 kWh / kg. Dës Figur ass 47 mol méi héich wéi den een deen sou gemeinsam haut Lithium-Ion Akkuen sin. Dës Tatsaach, hunn Wëssenschaftler benotzt eng nei Generatioun vun Batterie Opluedapparater ze schafen.

Graphene Polymer Batterie - den Apparat vun heescht vun deenen déi maximal elektresch Muecht effizient erëmgewielt. Moment, ass d'Aarbecht op et duerch Fuerscher an ville Länner duerchgefouert. Wesentleche Fortschrëtter Spuenesch Wëssenschaftler an dëser Matière erreecht. Graphene-Polymer Batterie, hunn si huet Energieverbrauch, honnerte vu mol méi grouss wéi engem ähnleche Figur fir bestehend Akkuen. Si benotzen se elektresch Autoen ze musse. D'Maschinn, déi installéiert ass graphene Batterie, kann reesen ouni dausende Kilometer afréiert. Fir Opluedstatiounen d'elektresch Energie Quell wou Iwwermiddung kee méi wéi 8 Minutte brauchen wäerten.

touchscreens

Wëssenschaftler weider graphene ze entdecken, eng nei an zenotze Saachen schafen. Also, huet de Kuelestoff nanomaterial seng Uwendung am Produktioun fonnt dass upaken Schiirme breet Écran produzéiert. De Begrëff kann erschéngen a flexibel Apparat vun dësem Typ.

Wëssenschaftler an engem graphene Plack an Form véiereckege ass a war et nees eng transparent Elektroden. Hien huet och vun der Aarbecht vun der Touchscreens deelgeholl, immens der Plazverbrauch reduzéieren, Transparenz, Flexibilitéit, Ëmwelt- a ugesi niddereg kascht.

Maîtrise graphene

Zënter 2004, wann et der Neisten nanomaterials opgemaach huet, hunn Wëssenschaftler eng Rei vu Methoden fir seng Virbereedung léisen. Allerdéngs sinn déi Basis vun dëse Weeër als:

- mechanesch-mamm genannt;
- epitaxial Wuesstem am Vakuum;
- Widerufsdélai perofaznogo chemesche (CVD-Prozess).

Den éischte vun dësen dräi Methode ass déi einfach. graphene Produktioun mat mechanesch-mamm genannt ass eng speziell Applikatioun vun GRAPHITE dem Kliewefolie Uewerfläch vun Isoléierbandsträifen. No dëser Fondatioun, wéi e Blat vun Pabeier, ufänken, ze béien an Entspaant de gewënschte Material ofgetrennt. Wann dës Method graphene Kandidatur kritt deen héchste Qualitéit. Allerdéngs sinn esou Aktioune fir Mass Produktioun vun nanomaterials net gëeegent.

Wéi sinn d'Method vun epitaxial Wuesstem vun dënn Silicon wafers Hëllef gebraucht, déi d'Uewerfläch Layer Silicon Carbide ass. Weider, ass dëst Material op engem Ganz héich Temperatur (1000 K) gehëtzt. Als Resultat vun de chemesche Reaktioune ass aus dem Silicon Atomer vum Kuelestoff Atomer getrennt, déi éischt vun deenen vaporize. Als Resultat, bleift de Rekord reng graphene. De Nodeel vun dëser Method ass d'Noutwennegkeet vun benotzt Ganz héich Temperaturen, déi während Verbrennungsmotor vun Kuelestoff Atomer geschéie kann.

De stäerkste zouverlässeg an einfach Method fir Mass Produktioun vun graphene benotzt, engem CVD-Prozess. Et ass eng Method, an deer der chemescher Reaktioun tëscht dem Metal-Beschichtete Katalysator an Kuelewaasserstoff Gasen.

Déi produzéiert graphene?

Fir Datum, produzéiert de gréisste Firma, eng nei nanomaterial an China etabléiert ass. Den Numm vun den Hiersteller - Ningbo MORSH Technology. graphene Produktioun huet si am Joer 2012.

D'Haaptrei Konsument vun der nanomaterial ass eng Firma Chongqing MORSH Technology. Graphene benotzen se fir d'Produktioun vun schwetzen transparent Filmer, déi an der Kontributiounen Kaart gesaat ginn.

Relativ kuerzem, eng gutt-bekannt Firma Nokia huet e Brevet op d'Bild Sensor erausginn. Als Deel vun dëser vill-waren ass e puer Schichten vun graphene opteschen Instrument Element. Esou engem Material am detektéieren vun Kameraen benotzt vergréissert immens hir Empfindlechkeet (bis zu 1000 mol). Gläichzäiteg observéiert Reduktioun vun Elektrizitéit Konsum. Gutt Kamera fir de Smartphone gëtt och graphene enthalen.

Virbereedung vun engem Gewalt Ëmwelt,

Ass et méiglech graphene doheem ze produzéieren? Et stellt sech eraus, jo! Dir braucht nëmmen eng Kichen Mixer Kapazitéit vun net manner wéi 400 W ze huelen, an der Method vun den Irish Physiker entwéckelt verfollegen.

Wéi hutt graphene doheem produzéiere? Fir dëst Zil war de Mixer Coupe 500 ml vu Waasser Ooffahrten matt vun 10-25 ml vun all Flëssegket Nodeems Schan an 20-50 Gramm Aacht Situatioun. Weider soll den Apparat vun der 10. Minutt un hallef Stonn Course ginn, bis den Optrëtt vun engem och kann vun graphene Neen. Déi doraus resultéierend Material gëtt eng héich Leit hunn datt säin Asaz am gedränkt vun Solarzellen erlaben géif. Graphene kann och d'Eegeschafte vun Plastik an der Gewalt Ëmwelt produzéiert verbesseren.

It nanomaterial

Wëssenschaftler aktiv Fuerschung an graphene Struktur esou, datt bannen oder um Bord vun der Kuelestoff Mesh gemaach ass Sauerstoff-haltege funktionell Gruppen (s) vun der Protein verbonnen oder. Dës staark Nano-It vun deenen ass déi éischt zwee-zweedimensional Biller, déi der Etapp vun kommerziell Produktioun erreecht hunn. Vun nano- an microparticles vun dëser Struktur Wëssenschaftler cm Echantillon produzéiert.

Also, huet sech d'graphene It a Kombinatioun mat Kuelestoff diofilizirovannym kuerzem vun Chinese Wëssenschaftler kritt. Dëst ass e ganz liicht Material cm drëtter Potenz déi op der Bléieblieder vun engem klenge Kiischtebléieschau ofgehale gëtt. Mä dës nei Substanz, an deem de graphene It ass ee vun de stäerkste staark an der Welt.

biomedical Uwendungen

Graphene It huet eng eenzegaarteg Besëtz vun selectivity. Dëst wäert erlaben d'Substanz engem biomedical Applikatioun fannen. Also, merci fir d'Aarbecht vun de Wëssenschaftler war méiglech graphene It fir d'Diagnos vun Kriibs ze benotzen. Entdecken Kriibs op eng fréi Etapp vu senger Entwécklung erlaben eenzegaarteg opteschen an elektresch Eegeschafte vun der nanomaterial.

Och graphene It erlaabt ugepasste Liwwerung vun Drogen a Diagnos. Op der Basis vun dësem Material sinn sorption biosensors, zu der DNA Protein Virop.

industriell Applikatiounen

Verschidde sorbents baséiert op der graphene It kann zu der Krankheet dezaktsivatsii natierlechen a Mann-feieren Objete applizéiert ginn. A Géigewier vun aktiv nanomaterial kann Grondwaasser an Uewerfläch Waasser, Buedem an Linn hinnen aus der radionuclide Prozess.

Filtere aus graphene It kann superchistotoy Raimlechkeeten déi, déi elektronesch Komponente fir speziell Programmer produzéiert. Déi eenzegaarteg Eegeschafte vun deem Material gëtt heemlech an och nach labber chemesche Sphär Technologie. Besonnesch, kann dës Reduktioun vun radioaktiv Fragmenter a rare Metaller ginn. Also, erlaabt der Benotzung vun graphene It Gold aus niddereg-Schouljoer ores zu Extrait.