Ce este Grafenul? 7 moduri în care va revoluționa tehnica în curând

În ultimii ani, grafenul a fost un cuvânt de buzunar: un material nou cu proprietăți remarcabile, care promiteau să revoluționeze totul despre viața noastră. Dar este vorba de hype goală? Ce este cu adevărat graphene și ce putem să ne așteptăm cu adevărat?

Grafenul este o formă neobișnuită a unuia dintre cele mai comune elemente de pe planetă (carbon) și a fost descoperită și sintetizată în Universitatea din Manchester încă din 2004. Este compusă din mai multe coli de carbon, fiecare foaie având doar un singur atom gros, toate aranjate într-o rețea hexagonală.

Și din acest motiv, are tot felul de proprietăți interesante și neașteptate. De exemplu, grafenul este de aproximativ 200 de ori mai puternic decât oțelul și de 6 ori mai ușor. Conduce căldura și electricitatea și este extrem de sensibilă la lumină, fiind aproape complet transparentă.

De la descoperirea sa, oamenii de știință și inginerii au fost ocupați în căutarea unor modalități practice de a folosi acest material extraordinar. Lista posibilităților este aproape fără sfârșit, dar aici sunt câteva dintre locurile pe care le puteți aștepta să vedeți grafenul făcând o diferență în viața voastră destul de curând.

1. Chips-uri de computer

Pentru o vreme am văzut cipuri de calculator urmăriți Legea lui Moore Care este legea lui Moore și ce are de a face cu tine? [Explicarea MakeUseOf] Ce este Legea lui Moore și ce are de a face cu tine? [Explicarea MakeUseOf] Ghinionul nu are nimic de-a face cu Legea lui Moore. Dacă aceasta este asocierea pe care o aveai, o confundați cu Legea lui Murphy. Cu toate acestea, nu ați fost departe pentru că Legea lui Moore și Legea lui Murphy ... Citește mai mult, ceea ce înseamnă că se dublează la putere aproximativ la fiecare 18 luni sau cam asa ceva, dar acum ne apropiem de limitele modului în care se pot face mici tranzistoare de siliciu. În acest ritm, Legea lui Moore nu va mai fi adevărată.

Dar cercetările sunt în curs de desfășurare pentru a vedea cum se poate utiliza grafenul în combinație cu siliciul pentru a produce procesoare mai rapide, mai mici și mai puțin consumatoare de energie. IBM a investit 3 miliarde de dolari în cercetare în domeniul grafenului și se așteaptă să aibă un procesor de proces de grafenie pe piață până în 2019.

În cel mai bun scenariu, chips-urile, inclusiv grafenul, au potențialul de a fi ordine de mărime mai rapidă decât chips-urile tradiționale de siliciu, deci o descoperire aici ar putea fi incredibilă pentru lumea calculatoarelor.

2. Baterii

Suntem în totalitate dependenți de baterii în această epocă actuală a smartphone-urilor și a altor dispozitive electronice portabile, așa că mereu căutăm modalități de a le face să dureze mai mult. Grafenul arată o mulțime de promisiuni în acest domeniu.

Samsung a raportat unele reușite cu creșterea capacității bateriei prin încorporarea grafenului în baterii litiu-ion și, în același mod, Dongxu a dezvăluit ceea ce se spune că este primul pachet de baterii din lume. Dongxu susține că bateria de 4800 mAh se poate încărca complet în decurs de 15 minute. Nu este clar în acest moment când va fi disponibil pentru cumpărare.

Indiferent dacă aceste produse sau nu au lovit vreodată pe piață, potențialul pentru grafen în baterii nu este de nimic uimitor. Dacă este vreodată pe deplin realizată, ar putea fi una dintre cele mai revoluționare evoluții care se vor întâmpla în decenii. Graphene bateriile supercapacitoare au potențialul de a dura de cinci ori mai mult timp decât bateriile litiu-ion de dimensiuni similare și se reîncarcă într-o fracțiune de timp.

Plus, spre deosebire de bateriile litiu-ion, ele nu sunt toxice și nu au niciun risc de a exploda De ce naiba au fost bateriile Samsung explodează oricum? De ce naiba au explodat bateriile Samsung? Peste 30 de telefoane Samsung Galaxy Nota 7 diferite au explodat. De ce sa întâmplat? Și aveți de ce să vă faceți griji cu telefonul propriu? Iată tot ce trebuie să știți. Citeste mai mult .

Cu supercapacitorii graphene, telefoanele inteligente ar putea dura o săptămână sau mai mult într-o singură încărcare, iar mașinile electrice ar fi îmbunătățit gamele care ar putea rivaliza motorul cu combustie internă. Atunci când acestea trebuie să fie reîncărcate, procesul va dura câteva secunde sau minute, mai degrabă decât ore, ceea ce este o veste minunată, deoarece limitele de încărcare reprezintă un obstacol major în adoptarea pe scară largă a vehiculelor electrice Cum automobilele electrice vor depăși limitele de încărcare Cum vor depăși încărcăturile automobilelor electrice Limitele Masinile electrice sunt superbe - cu exceptia gamei lor. Pot autoturismele electrice să depășească tehnologiile de serie? Citeste mai mult .

3. Electronica tipărită

Grafenul poate fi tipărit pe hârtie (sau alte materiale) și, dacă este sub forma unui circuit, poate fi citit de cititoarele RFID. Biletele, biletele de îmbarcare și așa mai departe sunt cele mai evidente utilizări imediate ale unei astfel de tehnologii, dar nu există nici un fel de capăt al posibilităților. Electronicele electronice, senzorii flexibili și ecrane, chiar și tatuajele electronice pot deveni obișnuite în viitorul apropiat.

4. Senzori de cameră

Grafenul este mult mai sensibil la lumină decât siliciul utilizat în prezent în senzorii de imagine ai camerelor digitale. Aceasta deschide posibilitatea unor camere mai bune care funcționează bine în condiții de lumină scăzută, ceea ce este o veste excelentă pentru aproape toți fotografii și fotografii. (Nokia lucrează chiar și la un smartphone care va avea un senzor de cameră pe bază de grafen, care promite să fie mai puțin consumator de energie și mult mai ieftin decât camerele actuale.)

Transparența ridicată a graphenei - care permite aproximativ 97,7 procente de lumină prin - deschide, de asemenea, potențialul pentru camerele 3D și pentru camerele în care focalizarea imaginii poate fi ajustată ulterior. Mai multe straturi de grafen pot fi aranjate astfel încât imaginile să poată fi captate cu o varietate de puncte de focalizare, iar focalizarea poate fi ajustată după fotografiere.

5. Vorbitori imbunatatiti

Difuzoarele pe care le folosim astăzi se bazează pe componentele mecanice care vibrează pentru a crea sunet. Aceasta înseamnă că trebuie să existe suficient spațiu fizic pentru ca acele părți să se deplaseze, ceea ce limitează modul în care vorbitorii mici pot fi și unde pot fi difuzoarele.

Cercetătorii din Coreea au folosit principiul termoacustice - producând sunet prin încălzirea și răcirea rapidă a unui material - pentru a face difuzoarele dintr-un aerogel de grafen care sunt subțiri și nu vibrează. Astfel de difuzoare ar fi ideale pentru dispozitive mobile și ar putea fi ușor instalate în pereți sau televizoare cu ecran plat.

Nu există nici un semn al unui produs care să vină pe piață în curând, dar este un progres interesant, cu multă potențialitate de a transforma lumea sunetului.

6. Touchscreens mai puternice

Deoarece grafenul este aproape complet transparent, acesta poate fi folosit pe sticlă, iar o utilizare potențială este consolidarea ecranelor touchscreen de pe telefoanele noastre smartphone.

Grafenul este mai puternic decât diamantul și un ecran acoperit cu acesta ar fi aproape indestructibil - sau cel puțin nu s-ar rupe atunci când acesta va aluneca din mâna ta. Sticla securizată are, desigur, mai multe utilizări, iar celelalte proprietăți ale grafenului înseamnă că ferestrele inteligente și parbrizele sunt și posibilități reale.

Graphene deține, de asemenea, promisiunea unor ecrane flexibile care se vor îndoi mai degrabă decât se vor rupe. Între timp, există câteva lucruri pe care le puteți face 7 Lucruri practice pe care ar trebui să le faceți după spargerea ecranului smartphone-ului dvs. 7 Lucruri practice pe care ar trebui să le faceți după spargerea ecranului smartphone-ului dvs. Poate că un elefant runaway a pășit pe telefonul tău recent abandonat într-o parcare adiacentă grădina zoologică locală. Citiți mai multe dacă se rupe ecranul telefonului.

7. Echipamente sportive

Grafenul este extrem de ușor și extrem de puternic, două proprietăți care sunt foarte de dorit în echipamentele sportive, iar în majoritatea sporturilor, orice greutate care este rasă de echipament este echivalentă cu un avantaj competitiv. Ciclismul este cel mai evident, unde bicicletele de vârf folosesc deja fibre de carbon ușoare.

Grafenul combinat în mod judicios cu fibră de carbon poate reduce greutatea și mai mult, menținând rezistența. Dassi, o companie din Marea Britanie, a produs un cadru biciclete care conține grafen care cântărește doar 750 de grame și speră să obțină până la 350 de grame în viitorul apropiat.

Dar vă puteți imagina și cum acest lucru ar putea să treacă în diferite zone ale lumii tehnologice, unde utilizatorii sunt în mod constant uimit de următorul telefon, laptop sau aparat foto care este mai puternic, mai ușor și mai subțire decât cele precedente. Și dacă producția de grafen se dovedește a fi mai ieftină, chiar mai bună.

Grafen și viitor

Cele de mai sus sunt doar câteva dintre posibilele utilizări ale grafenului, cele pe care le aveți cel mai probabil în mâinile dvs. în viitorul apropiat, dar există și o gamă largă de potențiale utilizări industriale și medicale care ar putea fi la fel de revoluționare.

Rămâne de văzut dacă grafenul va răspunde așteptărilor mari pe care le-am pus pe el. Este posibil ca unele probleme de producție să rămână insurmontabile sau că costurile fac ca unele dintre utilizările de mai sus să fie impracticabile, dar dacă chiar o parte din potențialul său poate fi realizat, acesta va revoluționa lumea în care trăim.

Vă așteptați să vedeți în curând produse graphene de pe piață? Ce aplicații vă încântă cel mai mult? Spuneți-ne în secțiunea de comentarii de mai jos.

Credit de imagine: BONNINSTUDIO prin Shutterstock.com

Explorați mai multe despre: Futurology, Technology.