Graphene là 1 trong những vật liệu mới nổi giúp ngày càng được sử dụng nhiều hơn thế nữa trong những lĩnh vực cuộc sống thường ngày bởi đều tính chất cực kì ưu việt. Vậy Graphene là gì? có ứng dụng như thế nào?


*

*

Graphene là một vật liệu new nổi giúp ngày dần được sử dụng nhiều hơn thế trong các lĩnh vực cuộc sống bởi mọi tính chất rất là ưu việt. Mặc dù vật liệu đó lại chưa thực sự được nhiều người biết đến. Vậy Graphene là gì? gồm ứng dụng như thế nào? cùng acollegemiscellany.com tò mò ngay nhé.

Bạn đang xem: Graphene là gì

*

1. Graphene là gì?

Graphene là 1 trong dạng thù hình của carbon bao gồm 1 lớp (đơn lớp) nguyên tử carbon được chuẩn bị xếp, liên kết nghiêm ngặt với nhau trong một mạng tổ ong hai chiều.

Mỗi nguyên tử cacbon vào tấm graphene liên kết ngặt nghèo với cha nguyên tử không giống ở các góc giống hệt nhau, tạo nên thành một kết cấu phẳng y như tổ ong. Giống như như kim cương - graphene là một trong những tinh thể carbon ba chiều, nơi các nguyên tử được liên kết với bốn người hàng làng - những link bền chặt này đưa về cho kết cấu độ bền đáng kể.

*

Các lớp graphene xếp ck lên nhau sản xuất thành graphite, với khoảng cách giữa các mặt phẳng là 0,335 nanomet. Những lớp graphene riêng biệt trong graphite được giữ với nhau bởi lực van der Waals, lực này rất có thể bị tách ra trong vượt trình bóc tách graphene khỏi graphite.

Có khoảng chừng 3 triệu lớp graphene trong một tờ graphit dày 1 mm. Theo thuật ngữ khoa học: các đặc điểm quan trọng đặc biệt của graphene bắt nguồn từ các obitan 2p, tạo thành thành các dải tâm trạng π phân loại vị trí bên trên tấm cacbon cấu thành đề nghị graphene.

*
Graphene là thiết bị liệu mạnh mẽ nhất được biết đến bởi vì nó cứng hơn kim cương cứng nhưng lũ hồi rộng cao su; cứng hơn thép nhưng nhẹ hơn nhôm. Nhờ cấu tạo độc đáo của graphene, nó download những điểm lưu ý đáng bỡ ngỡ khác: Tính năng động điện tử cao, cấp tốc hơn silicon 100 lần;Graphene dẫn nhiệt xuất sắc hơn kim cưng cửng gấp 2 lần; độ dẫn năng lượng điện của graphene cũng giỏi hơn 13 lần so với đồng.

Ngoài ra, Graphene chỉ hấp thụ 2,3% ánh nắng phản xạ; nó không thấm nước nên ngay cả nguyên tử nhỏ tuổi nhất (heli) cũng ko thể trải qua tấm graphene đối kháng lớp không tồn tại khuyết điểm. Với diện tích bề mặt lên tới 2.630 m2 mỗi gam có nghĩa là với thấp hơn 3 gam, bạn cũng có thể bao phủ tổng thể một sảnh bóng.

*

Graphene là thích hợp chất mỏng tanh nhất mà nhỏ người biết đến với độ dày một nguyên tử, vật tư nhẹ duy nhất được nghe biết (với 1 m2 nặngkhoảng 0,77 miligam), thích hợp chất mạnh mẽ nhất được phát hiện tại (mạnh hơn thép tự 100-300 lần với chất lượng độ bền kéo130 GPa và 1 Young"s modulus là một trong TPa - 150.000.000 psi), chất dẫn nhiệt cực tốt ở ánh nắng mặt trời phòng (ở (4,84 ± 0,44) × 10 ^ 3 đến(5,30 ± 0,48) × 10 ^ 3 W · m − 1 · K − 1) cùng cũng là chất dẫn điện cực tốt được biết đến (các nghiên cứu đã đã cho thấy tính năng động của năng lượng điện tử ở các giá trịhơn 200.000 cm2 · V − 1 · s − 1 ).Graphene đại diện thay mặt cho một loại vật liệu mới về mặt có mang chỉ dày một nguyên tử, được điện thoại tư vấn làvật liệu hai phía (2D) (chúng được gọi là 2 chiều vì bọn chúng chỉ mở rộng theo nhị chiều: chiều dài cùng chiều rộng; vì vật liệu chỉ dày một nguyên tử, chiều đồ vật ba, chiều cao, được xem là bằng không).Và chỉ nghỉ ngơi trạng thái 1-1 hoặc ít lớp này, những đặc tính hoàn hảo nhất của graphene bắt đầu xuất hiện.

Các công dụng đáng chú ý khác của graphenelà sựhấp thụ đồng đều tia nắng của nó qua các phần nhận thấy và cận mặt trời của quang phổ(πα ≈ 2,3%), và tài năng thích hợp của chính nó để áp dụng trongvận đưa spin.

*

Bạn có thể ngạc nhiên khi biết rằng carbon là nguyên tố có không ít thứ nhì trong cơ thể con fan và là nguyên tố đa dạng thứ bốn trong thiên hà (tính theo khối lượng), sau hydro, heli với oxy. Điều này tạo nên carbon trở thành cơ sở hóa học cho toàn bộ sự sống đã biết trên trái đất, tạo nên graphene có tác dụng trở thành một phương án bền vững, gần gũi với môi trường thiên nhiên cho một số trong những lượng ứng dụng gần như là vô hạn.

Kể từ lúc phát chỉ ra graphene, các ứng dụng trong các ngành khoa học khác nhau đã bùng nổ, cùng với những tiện ích to lớn được tạo nên ra, nhất là trong thiết bị năng lượng điện tử tần số cao,cảm biếnsinh học,hóa họcvàtừ tính ,bộ tách sóng quang đường dẫn cực rộng lớn vàlưu trữ và tạo ra năng lượng.

2. Graphene được vạc hiện như thế nào?

Graphenelần thứ nhất được nghiên cứuvề mặt định hướng vào trong những năm 1940.Vào thời khắc đó,các nhà khoa học mang lại rằngvật chất hai chiều là quan yếu tồn tại về mặt đồ dùng lý, vì chưng vậy họ không tuân theo đuổi bài toán cô lập graphene.

Nhiều thập kỷ sau, sự cân nhắc vấn đề này dần tạo thêm và các nhà phân tích bắt đầutìm ra kỹ thuậtbóc tách than chì.Họ đã cố gắng chèn các phân tử giữa các lớp graphene, cạo và cọ xát graphite, tuy nhiên vẫn chưa thể nào bóc được một tấm duy nhất. Cuối cùng, chúng ta đã tất cả thể bóc tách riêng graphene trên các vật liệu khác, nhưng không hẳn chỉ riêng graphene.

*

Năm 2002, nhà phân tích Andre Geim của Đại học tập Manchester bước đầu quan trung ương đến graphene vàthách thức một nghiên cứu và phân tích sinh tiến sĩ đánh bóng một khối than chì thành càng không nhiều lớp càng tốt. Nghiên cứu và phân tích sinh rất có thể đạt được 1.000 lớp, nhưng cần thiết đạt được kim chỉ nam của Geim là 10 đến 100 lớp. Geim đã từng một giải pháp tiếp cận khác: băng. Ông thoa nó lên than chì và tách nó ra để tạo nên những miếng graphene nhiều lớp. Nhiều lần tách băng hơn tạo ra các lớp mỏng manh hơn và mỏng tanh hơn, cho tới khi ông có một miếng graphene dày 10 lớp.

*

Nhóm của Geim đã thao tác làm việc để tinh chỉnh và điều khiển kỹ thuật của mình và sau cuối tạo ra một lớp nguyên tử carbon.Họ đãcông cha những phát hiện tại của mìnhtrên tập san “Science” trong thời điểm tháng 10 năm 2004. Geim và đồng nghiệp của ông Kostya Novoselov đã nhận được giải Nobel thiết bị lý năm 2010 cho dự án công trình của họ.

Kể từ mọi mảnh trước tiên được làm bởi băng keo, việc sản xuất graphene vẫn được nâng cao với vận tốc nhanh chóng.Năm 2009, những nhà nghiên cứu và phân tích đãcó thể chế tạo ra ramột màng graphene tất cả chiều ngang 30 inch.

3. Graphene được sản xuất như thế nào?

Như đang đề cập, graphene được xem như là vật liệu thông minh cho nhiều mục tiêu công nghiệp tiên tiến bởi số đông đặc tính tuyệt đối hoàn hảo của nó. Kể từ lúc graphene được vạc hiện, những nhà công nghiệp sẽ tìm ra các phương thức chế tạo tương xứng để tạo nên các phương pháp luận chất lượng cao, ổn định, năng suất cao và sở hữu lại tác dụng về bỏ ra phí.

Xem thêm: Hướng Dẫn Sử Dụng Hàm Iserror Là Gì, Cách Sử Dụng Hàm Iserror Trong Excel

Phương pháp chế tạo graphene là 1 nhiệm vụ đầy thách thức, bởi vì việc sử dụng vật tư này cho những ứng dụng khác biệt chủ yếu dựa vào vào các cách thức chế tạo ở đồ sộ lớn.

3.1. Phân giảm vi cơ

Phân giảm vi cơ là phương pháp sản xuất vật tư dựa bên trên graphene, bao gồm việc tách bóc tách graphite sức nóng phân được bố trí theo sản phẩm công nghệ tự gồm hệ thống bằng cách sử dụng băng dính. Đây là một phương thức sản xuất graphene, trong quá trình này, graphene được bóc ra khỏi những tinh thể graphite