אין ספק ששמעתם אי פעם גרפן בהזדמנויות רבות. זהו סוג של חומר שיש בו יישומים רבים מכיוון שיש לו מספר רב של מאפיינים. עם התפתחות הטכנולוגיה, חיפשו אלטרנטיבות ליצור חומרים מתוחכמים ויעילים יותר בעלות ייצור נמוכה יותר.
במאמר זה אנו הולכים לספר לכם את כל המאפיינים, המאפיינים, השימושים והסקרנות של גרפן.
מה זה גרפן
זהו סוג של חומר המורכב מקיבוץ של אטומי פחמן שונים הממוקמים יחד ומעניקים צורה משושה. סידור האטומים יוצר שכבת שכבה אחת שעובי אטום אחד בלבד. הוא נמצא כל הזמן בשפע בטבע בצורה של גרפיט. האדם השתמש בגרפיט בצורה נפוצה בעפרונות. מילימטר אחד של גרפיט הוא מסוגל להכיל 3 מיליון שכבות גרפן.
מאפייני גרפן
הגבנו כי יש לו מספר רב של יישומים כיום. וזה חומר שיש לו תכונות מעניינות מאוד. לתכונות אלה מצטרף שפע הפחמן בטבע. זה הופך את הגרפן לחומר עם אפשרויות שימושיות נהדרות ונחקר רבות על ידי הקהילה המדעית. אנו נדגיש מהם המאפיינים העיקריים של גרפן:
- מוליכות תרמית גבוהה: עוזר בהולכת חום בין החומרים ובביצוע אופטימיזציה של העברת אנרגיה.
- מוליכות חשמלית גבוהה: זה משמש גם להקים מעגלים חשמליים מכיוון שהוא מוליך חשמל טוב מאוד.
- כמות גדולה יותר של גמישות וגמישות: מכיוון שיש לו תכונות אלה, זהו חומר שדי יציב ומותאם למצבים שונים.
- קשיות גבוהה: יכולת זו מעניקה לו התנגדות רבה.
- עמידות גבוהה: הוא חזק פי 200 מפלדה. יש לו עמידות דומה לזו של יהלום, אך עם משקל קל בהרבה.
- זה לא מושפע מקרינה מייננת.
- הוא מסוגל לייצר חשמל על ידי חשיפתו לאור השמש לזמן מה.
- זהו חומר שקוף
- צפיפותו הגבוהה הוא לא נותן לאטומי ההליום לעבור, אך הוא מאפשר מעבר של מים שיכולים להתאדות באותה מהירות כמו שהיה במיכל פתוח.
- בעל השפעה אנטיבקטריאלית: החומר והרכבו אינם מאפשרים לחיידקים לצמוח על פניו.
- מייצר חימום באמצעות מוליך אלקטרונים- זהו נכס שאפשר לנהוג בו באמצעות חשמל.
- צרכו כמות נמוכה של חשמל אם נשווה את זה עם תרכובות אחרות: זה יכול להוביל לחיסכון גדול בטווח הארוך.
יישומים
בשל כל המאפיינים שהצבענו עליהם, אנו יודעים שלגרפן ישנה תחולה רבה במגזרים תעשייתיים וטכנולוגיים רבים. בתחום האלקטרוניקה משתמשים בו בייצור טרנזיסטורים, שבבים, פיתוח דיו מוליך וכו '. בשדה של אנרגיה מתחדשת יכולה לשפר את השימוש בה כמו באנרגיה סולארית. וזה שאנחנו יכולים להכניס גרפן בפאנלים סולאריים כדי שנוכל להגביר את היעילות שלהם בייצור אנרגיה רבה יותר.
תחום נוסף בו משתמשים בגרפן הוא בתחום הרכב. ניתן להשתמש בו בסוללות כדי להגביר את האוטונומיה ולהפחית את זמני הטעינה. בדרך זו אנו משפרים את הביצועים של מכוניות חשמליות.
סוללות גרפן
חומר זה חזק פי 100 מפלדה. הצפיפות שיש בו דומה מאוד לסיבי פחמן. היתרון שיש לו הוא שהוא שוקל פי 5 מאלומיניום. יש לו גביש דו מימדי בעל תכונות ייחודיות שמקל על הסינתזה בדרכים שונות. זה מאפשר להתאמה קלה למצבים ותבניות שונות היכן להכניס אותם לעבודה במכשירים אלקטרוניים שונים.
סוללות גרפן הן אלה שמבטיחות אורך חיים ארוך יותר, ביצועים טובים יותר ומחיר נמוך יותר. הם גם בולטים כשהם סובלים מפגיעה פחות לאורך זמן, כך שיש להם חיי שימוש ארוכים בהרבה מהרגיל.
היתרון שהם מציעים על פני מצברים נפוצים אחרים הוא בכך שהם מאפשרים לעבוד בטמפרטורות גבוהות יותר, מה שהופך אותו לפיתרון מושלם לשיפור אורך החיים השימושיים של מצברים לרכב חשמלי. זה מוסיף יתרון נוסף בכך שהמכונית החשמלית אינה נטענת כל הלילה מכיוון שיש לה מספיק קיבולת כדי לא לבזבז אנרגיה במהלך הנסיעה.
מבחינת עלות, הם מציעים אפשרויות שונות למחיר תחרותי למדי בשוק. הם אפילו זולים יותר מסוללות נפוצות אחרות שאנו מוצאים כיום בשווקים. אם ננתח את היתרון שהם מציעים לעשות אם אתה צריך להטעין את הרכב החשמלי בלילה, אנו רואים שבטווח הארוך הוא מהווה חיסכון משמעותי למדי.
יתרונות וחסרונות
אנו הולכים לציין מהם היתרונות והחסרונות של גרפן ביחס לחומרים אחרים. אלה היתרונות העיקריים שלה:
- עם המאפיינים הגדולים והריבוי שלו אנו יכולים לבצע כמעט כל מיני יישומים בצורה יעילה יותר.
- מכיוון שקשיותה גבוהה, יש לנו חיים ארוכים יותר מפלדה למרות שיש עקביות אלסטית וגמישה.
- על ידי היכולת להוביל חשמל וטמפרטורה הוא נגזר בשימושים רבים.
- סוללת גרפן הוא מסוגל לטעון סוללת טלפון נייד תוך חמש דקות בלבד.
- זה יכול לשמש כתרופה נגד סרטן.
בין החסרונות שיש לחומר זה, אנו מתכוונים לסכם כמה מהבולטים:
- למרות שחוקרים מנסים להבין מהם כל השימושים הפוטנציאליים בגרפן, לא כל התרגולים מפיקים את המיטב. זו אחת הסיבות לכך שעדיין אין יישומים מסחריים לחומר מסוג זה. זה רק סוג של אי נוחות זמנית.
- יישומים מסחריים: נקודה זו נגזרת מהקודמת. למרות שיש יותר מ -60.000 מאמרים מדעיים החוקרים חומר זה, אין מוצרים מסחריים המיוצרים מגרפן.
אני מקווה שעם מידע זה תוכלו ללמוד עוד על גרפן, תכונותיו ושימושיו.