グラフェンが重要な理由

グラフェン化学

グラフェンは、六角形のパターンに配置された炭素原子のシートで構成されています。パシーカ、ゲッティ イメージズ

グラフェンは、技術に革命をもたらす炭素原子の二次元ハニカム配列です。その発見は非常に重要であり、ロシアの科学者アンドレ・ガイムとコンスタンチン・ノボセロフは 2010 年のノーベル物理学賞を受賞しました。グラフェンが重要な理由はいくつかあります。

二次元素材です。

私たちが遭遇するほぼすべての素材は 3 次元です。材料を 2 次元配列にすると、材料の特性がどのように変化するかを理解し始めたばかりです。グラフェンの特性はグラフェンの特性とは大きく異なります。 黒鉛 、これは炭素の対応する三次元配置です。グラフェンを研究することは、他の材料が 2 次元でどのように振る舞うかを予測するのに役立ちます。

グラフェンは、あらゆる素材の中で最高の電気伝導性を持っています。

シンプルなハニカムシートに電気が素早く流れます。私たちが遭遇するほとんどの導体は、 金属 ですが、グラフェンは非金属である炭素をベースとしています。これにより、金属を必要としない状況でも電気が流れるようになります。それらはどのような条件でしょうか？私たちはその質問に答え始めたばかりです！

グラフェンを使用して非常に小さなデバイスを作成できます。

グラフェンは非常に小さなスペースで非常に多くの電気を伝導するため、小型化された超高速コンピューターやトランジスターの開発に使用される可能性があります。これらのデバイスをサポートするには、ごくわずかな電力しか必要としません。グラフェンは柔軟で強く、透明でもあります。

相対論的量子力学の研究を開きます。

グラフェンは、量子電気力学の予測をテストするために使用できます。ディラック粒子を表示する材料を見つけることは容易ではなかったため、これは新しい研究分野です。最良の部分は、グラフェンが特殊な素材ではないことです。誰でも作れるものです！

グラフェンの事実

• 「グラフェン」という言葉は、六角形に配置された炭素原子の単層シートを指します。グラフェンが別の配置にある場合は、通常指定されます。たとえば、二層グラフェンと多層グラフェンは、材料が取り得る他の形態です。
• ダイヤモンドやグラファイトと同じように、グラフェンは 同素体 カーボンの。具体的には、それはspで作られています²原子間の分子結合長が 0.142 nm の結合炭素原子。
• グラフェンの最も有用な 3 つの特性は、非常に強いこと (鋼よりも 100 倍から 300 倍強い)、伝導性があること (室温で最もよく知られている熱伝導体であり、電流密度は銅よりも 6 桁高い)、およびそれは柔軟です。
• グラフェンは、知られている中で最も薄くて軽い素材です。 1 平方メートルのグラフェン シートの重さはわずか 0.0077 グラムですが、最大 4 キログラムの重量を支えることができます。
• グラフェンのシートは本来透明です。

グラフェンの潜在的な用途

科学者たちは、グラフェンの多くの可能な用途を探求し始めたばかりです。開発中のテクノロジーには次のものがあります。

• 超高速充電 電池の。
• 放射性廃棄物の収集 より簡単なクリーンアップのために。
• より高速なフラッシュ メモリ。
• より強力でバランスの取れたツールとスポーツ用品。 テニスラケット .
• 超薄型タッチスクリーン 割れにくい素材に貼ることができます。
• 新しい情報で更新できるグラフェンベースの電子ペーパー。
• 迅速かつ効率的なバイオセンサーデバイス 200 、血糖値、コレステロール、およびおそらくあなたのDNAを測定します
• ヘッドフォン 驚異的な周波数応答 .
• スーパーキャパシタ それは本質的に電池を時代遅れにします。
• 新しい防水コーティング。
• 曲げられるバッテリー .
• 航空機と装甲の強化と軽量化。
• 組織の再生を助けます。
• 塩水の浄化 飲料水に。
• できるバイオニックデバイス 体のニューロンに直接接続する .