Graphene û serlêdana wê. Vedîtina graphene. Nanoteknolojî di cîhana nûjen de

Devereke dawî di Zanist û Teknîk a herêmê ya nû, bi navê nanoteknolojî ye. Perspektîvên ji bo vê dîsîplîna e, çawa mezin ne. Ew azwer in. The particle, wek "nano" sewqî ji bo nirxê yek milyaremîn ji perçeyeke tu qîmetê wekhev e. Ev paket bi tenê mirov dikare bi vê mezinbûnê ji atoman û molekûlan berhevdan. Ji bo nimûne, a nanometer e li yek-milyaremîn ji metre kir.

The alî sereke ya qada nû ya zanist

Nanoteknolojî kesên ku destwerdanê di wê mijarê li ser asta gerdên û atoman kir. Ji ber vê yekê, ev herêma zanistê jî teknolojiya gerdî kir. qebûlbar be, peydabûna wê çi bû? Nanoteknolojî di cîhana nûjen de sipas ji bo dersên re xuya kir Richarda Feynmana. Di wê de zanyarê îsbat kir ku tu astengiyên li afirandinê de tiştên rasterast ji atoman heye.

Tê wateya ji bo manîpulasyonê bi bandor yên keriyên tiny navê Language. Ev nanomachine gerdî, ku dikare bê bikaranîn ji bo avakirina her cîgiriyeke. Ji bo nimûne, Language, dikare bê gotin ribosome xwezayî re sentez a proteînê di organîzmayên zindî.

Nanoteknolojî di cîhana nûjen de ne tenê li herêmê yek ji pisporiya ne. Ew temsîl a di çarçoveya berfireh ên lêkolîn rasterast ji bo gelek zanistên bingehîn related. Di nav wan de ne, fîzîk, kîmya û biyolojiyê. Li gor zanyaran, van zanistên wê qebûlbar herî xurt ji bo pêşketina li dijî backdrop yên şoreşa nanoteknolojîk tê heye.

qada sepanê

Lîsteya hemû waran de ji çalakiyên mirovan, li cihê ku îro nanoteknolojî tê bikaranîn, ev ne mimkun e, ji ber lîsteya pir balkêş e. Bi vî awayî, bi alîkariya vî warê zanistî têne hilberandin:

- cîhazên ji bo qeyda superdense ti agahiyên;
- alavên cuda;
- sensors, hucreyên rojî, transistors semiconductor;
- agahî, kompûterî û teknolojiya agahiyan;
- nanoimprint û nanolithography;
- cîhazên ji bo veşartin û enerjî, û hucreyên sotemeniyê;
- parastinê, space û Aferîqayê sepanên;
- bioinstrumentary.

Li ser vê qada zanistî yên nanoteknolojî li Rûsya, Emerîka, Japan û çend welatên Ewropayê bi bêtir li fonan her sal dabeşkirin. Ev e, ji ber ku di perspektîveke mezin ji bo pêşketina vê qadê de ji lêkolîna.

Nanoteknolojî pêş de Rûsya ku li gor bernameya target Federal, ji bo ku mesrefên ne bi tenê mezin aborî, di heman demê de jî ku rahiştiye beşekê mezin ji design û lêkolîn berhemên. Ji bo bidestxistina armancên wê bi yek hewldanên ji sîstemên cuda yên zanistî û teknolojîk de di asta ji şirketên neteweyî û pirneteweyî.

materyalên nû

Nanoteknolojî zanyar derfet ji bo hilberîna a plakaya carbon di Cihûtiyê de bêtir diamond ku thickness tenê yek atom e. Ev ji graphene pêk tê. Ev ji thinnest û bihêztirîn maddî ku li gerdûnê, ku guwastinewey elektrîkê gelek çêtir chips dibe silicon e.

Vedîtina graphene bûyereke şoreşger rast, ku guhertinên gelek di jiyana me de rê bidin wê ye. Ev materyal taybetiyên fîzîkî da bêhempa ye ku di bingeha xwe de li xwezaya mirovan ji tiştên û madeyên changes e.

History of vedîtina

Graphene a cama du-alî ye. avaniya wê a lattice hexagonal ku ji atoman carbon e. xebatên teorîk graphene dirêj berî diçe designs rast wî, ji ber vê maddî bingehê ji bo avakirina cama graphite sê-alî ye, dest pê kir.

Heta di sala 1947 de G. P. Volles ew xwedî milkên ji graphene, îsbat dike ku tevna wê ya metalên similar, û hinek wesfên, mîna wan keriyên ultra-relativistic, neutrîno û fotonê massless e. Lê belê, materyalên nû cudahiyên girîng hebû ku ew di cewherê xwe de bêhempa heye. Lê piştrastkirina van encamên tenê di 2004 de bi dest hat, dema Konstantîn Novoselov û Andrey Geym yekem bi carbon di dewleteke azad bidestxistin bû. Ev hilikeka nû bi navê graphene, û zanyarên mezin vedîtina bû. Find em babete dikarin di pencil be. rod graphite xwe, heta kêmxwendî, piralî yên graphene çêkirin. Ma çawa dibe ku pênûsekê dihêle a mark li ser kaxiz? Rastî ev e ku, tevî ku hêza pêkhateyên bingehîn ên kêmxwendî, e a link pir lawaz di navbera wan de heye. Ew gelek bi hêsanî di nava têkiliyê de ligel rojnameya bikeve in, dev ji a trail nivîskî.

Bikaranîna materyalên nû

Li gor zanyaran, di sensors bi ku li ser graphene bingeha, nikare ji bo analîzkirina hêz û rewşa balafiran, herweha ji bo xêzkirina erdhejîn çêbin. Lê belê, bi tenê dema ku maddî bi vî rengî milkên derkevin dê di laboratuarên dîwar de paşperdeya bûye zelal di pratîkê de bi alî yê hilikeka pêş bixe. Di vê rojê de, li dermanxane, Fizîknas û Endezyarên Elektirîkê ji niha ve bala di şiyanên bêhempa yên graphene. Piştî çend gran, cismê dikare axa, ji bo qada goga wekhev nixamt.

Graphene û serlêdana xwe ya potansiyel li hilberînin, peykên lightweight û balafirên hesibandin. Di vî warî de, materyalên nû dikarin li şûna Têlên carbon di materyalên pêkhatî. Nanomaterials dibe ku li şûna transistors silicon bikaranîn û pêkanîna wê di plastîk ew Gehînerî elektrîkê bidin.

Graphene û bikaranîna wê bi di berhemęn mijarên sensor hesibandin. Ev amûr li ser bingeha dawî maddî avakirin karibin bi durustî ji molekula herî metirsîdar be. Lê bikaranîna Nano-powders di produksiyona batteries elektrîkê di demên bo zêdekirina û bandora xwe.

Graphene û serlêdana xwe ya bi li optoelectronics nîqaşkirin. Yên maddî nû dê li dora xwe plastîk pir sivik û hiştibin, ji ku konteynir ji bo çend hefteyan de wê bihêle da ku xwarina teze.

Bikaranîna graphene û tê payîn ku berhemên a bagerê de parê transparent pêwîst ji bo çavdêran, panelên tavê û bi hêztir û bi bandorên mekanîk, ji trîbûnan bayê şîrînî.

nanomaterial bingeha wê malzemeyên sporê a baştir, çîpên tibbî û supercapacitors hene.

Jî, graphene û serlêdana xwe ya têkildarî:

- cîhazên-frequency bilind bilind-hêz elektronîk;
- (membrane) sûnî bera du avî di tank;
- başkirina milkên Gehînerî ji materyalên cuda;
- afirandina a display li ser ronahiya organîk .Magnus diode;
- bi lez pêşketina teknîkên nû yên sequencing DNA;
- başkirina displays cama avî;
- transistors balîstîk e.

Bikaranîna li ser endustriya automotive

Li gorî lêkolînan, enerjî taybet Helwesta graphene 65 kWh / kg. Ev jimar 47 car bilindtir ji yê ku roja îroyîn de jî sîstemên lithium-ion da hevbeş in. Ev rastî, zanyar bi kar anî ji bo afirandina yên nifşê nû chargers battery.

battery polîmer Graphene - amûrê bi rêya ku herî zêde hêza elektrîkê baþtir derkefit. Niha, karê li ser ku ji aliyê lêkolînerên li gelek welatan hatiye lidarxistin. pêşketineke girîng zanyar Spanish di vê mijarê de bi dest. battery Graphene-polîmer, ew afirandin heye xerckirina enerjiyê, bi sedan caran mezintir fîgurekî wisa ji bo sîstemên heyî. Wan ev kar bi xemilîne wesayîtên elektrîkê. The machine, ku sazkirin battery graphene, nikare bê sekinandin û bi hezaran kîlometre biçe. To doğu li çavkaniya enerjiya elektrîkê dema westiyayî, wê tu zêdetir ji 8 minutes divê.

touchscreens

Zanyarên berdewam bi ilham graphene, afirandina tiştên nû û zerîya. Bi vî awayî, nanomaterial carbon sepanê ya di hilberîna ku berhem mesajek li ser têkilî bi screen wide dîtin hatiye. Têgeha xuya bike û device nerm vê type.

Zanyarên rabû çarşefeke graphene bi şeklê çargoşeyê dîk e û ev nav elektrodê transparent zivirî. Wî her wiha hatiye ku di karê of the screen touch beşdar bûn, gelek kêmkirina cizayî, şefafî, guhartinê de, dostanî jîngehê û low cost.

bi destxistina graphene

Ji sala 2004, gava ku ew di newest nanomaterials hate vekirin, zanyar çend rêbazên ji bo amadekirina xwe mastered kirine. Lê belê, herî bingehîn a van rêyan tên hesibandin:

- exfoliation mekanîk;
- mezinbûna epitaxial li valahiya;
- hilkêşan perofaznogo kîmyewî (cvD-pêvajoya).

Ji van ya yekem sê rêbazên basît e. hilberîna graphene bi exfoliation mekanîk a serlêdana taybet yên graphite ji surface adhesive ji tape adhesive e. Piştî vê bingeha, mîna rûpelek ji kaxiz, dest bi xwar û unbend hev veqetîne, maddî tê xwestin. Gava mirov vê rêbazê graphene bidestxistina herî bilind de bi kalîte. Lê belê, bi çalakiyên wiha ne minasib ji bo hilberîna girseyî yên nanomaterials ne.

Dema ku bikaranîna metoda mezinbûna epitaxial ji loşêd silicon tenik bi bikaranîn, layer surface e ku Silicon carbide. Wekî din, ev materyal jî li germahîya pir bilind (1000 K) tenûrê. Di encama reaksiyonên kîmyewî ji atoman silicon ji atoman karbonê, ya pêşî ya ku vaporize veqetiyan. Di encama vê çalakiyê de, qeyda graphene paqij dimîne. Nebaşiya vê rêbazê ye ku pêdivî bi bikaranîna Germiya pir bilind, ku dikare di dema şewitandina atomên karbonê pêk e.

Metoda herî emîn û sade tê bikaranîn ji bo hilberîna girseyî yên graphene, a cvD-pêvajoyê. Ev rêbazeke e, di ku de reaksiyoneke kîmyewî ya di navbera hêvênê û Nuçê gazên-metal wire.

Kîjan berhem graphene?

To date, mezintirîn şîrketa, berhem a nanomaterial ya nû li Çînê ye. The name of çêker - Ningbo Morsh Technology. hilberîna graphene ew di 2012 de dest pê kir.

Xerîdaran sereke ya nanomaterial a şîrketa Chongqing Morsh Technology e. Graphene bi kar tînin, ev ji bo ku berhemên fîlmên transparent parê, bi kîjan nav display touchscreen binere.

Devereke dawiyê, şîrketa navdar Nokia a patent li sensor image de weşand. Wekî beşek ji vê pir-pêwîst çend kêmxwendî element instrument optîk graphene e. Bi vî rengî madî bi kar di sensors kamerayên gelek hestiyariya wan zede (heta 1000 caran). Di heman demê de di derbarê kêmkirina mezaxtina elektrîkê dît. camera baş ji bo smartphone de dihewîne jî graphene wê.

* Amadekirinê ya rewşeke navxweyî,

Gelo gengaz e ku ji bo hilberîna graphene li mala xwe? Ango, erê! Tu divê ku îmkanên blender metbexê yên ne kêmtir ji 400 W, û bi rêbazeke ji aliyê Fizîknas Irish pey min.

Çawa ew berhem graphene li mala xwe? Ji bo vê armancê cup blender 500 ml avê, bi zede 10-25 ml tu detergent rohn û 20-50 gran şaşîyên pelçiqandin hate rijandin. Bêtir li amûrê divê ji 10 deqeyan ji bo nîv saetê rê ve, h'eta xuyabûna a slurry ji pirtikên graphene. The madî ji encamên wê Gehînerî bilind a ku dê bikaranîna wê di elektrod ji hucreyên rojî destûrê heye. Graphene jî dikarin taybetiyên plastîk ku di jîngeha navxweyî baştir.

nanomaterial oxide

Zanyarên çalak lêkolîn û strûktûra graphene ku, li hundir an li ser keviya ji wire carbon de girêdayî an jî komên fonksîyonel oksîjenê-dihewînin, (s) ji molekulek. Ev solid Nano-oxide yên ku yekem pictures du-alî, ku ji qonaxa berhemanîna bazirganî gihîştiye e. Ji nano- û microparticles ji vê avahiya zanyar santîm testa çêkirin.

Bi vî awayî, oxide graphene di kombînasyona bi diofilizirovannym carbon bo diwacar lelayen: zanyar Chinese bidestxistin bû. Ev cube centimeter madî gelekî sivik e ku li ser belgên a flower biçûk li dar e. Lê belê ev madeye nû, li ku oxide graphene de yek ji herî hişk di cîhanê de ye.

sepanên bîyobijîjkî

oxide Graphene xwedî milk bêhempa yên selectivity. Ev rê dê hilikeka bibînin serlêdana bîyobijîjkî. Bi vî awayî, bi saya kar û xebata zanyarên gengaz bû ji bo bikaranîna oxide graphene ji bo tespîtkirina kansêrê. Tesbîtkirina pençeşêrê li demeke zû de ji bo pêşketina wê ya destûrê milkên optîk û elektrîkê yekta yên nanomaterial.

Jî oxide graphene destûrê delivery hedefan tiryakan û Sedema. Li ser bingeha vê materyalê biosensors sorption in, çêkî, ji bo molekulek DNA.

sepanên pîşesazîyê

sorbents cuda li ser bingeha oxide graphene de dibe ku tiştên xwezayî û mirovî dezaktsivatsii a vegirtî ya Bûrsayê dan. A cut ji nanomaterial aktîf dikarin binaxê û riwê avê, ax û paqijkirina wan ji radionuclide fey-.

Parzûn ji oxide graphene dikarin lokalên superchistotoy, ku berhem pêkhateyên elektronîk ji bo sepanên bi taybetî ne. Taybetiyên bêhempa ya vê madî dê nav teknolojiya kîmyewî qada fine şimitandina. Bi taybetî jî, ev dikare bibe derxistina metalên belabûyî û kêm radyoaktîf. Bi vî awayî, bikaranîna oxide graphene destûrê ji bo derxistin û zêr ji ores-pola nizm.