Graphene là gì? Những ứng dụng tuyệt vời của graphene trong cuộc sống – Cool Mate

graphene là một loại vật liệu mới nổi đang được sử dụng ngày càng nhiều trong mọi lĩnh vực của đời sống do những đặc tính vô cùng ưu việt của nó. tuy nhiên, nguyên liệu này vẫn chưa thực sự được nhiều người biết đến. Vậy graphene là gì? ứng dụng như thế nào? hãy cùng tìm hiểu với coolmate.

Bạn đang xem: Graphene là gì

1. graphene là gì?

graphene là một dạng thù hình của cacbon bao gồm một lớp đơn (đơn lớp) của các nguyên tử cacbon sắp xếp chặt chẽ được sắp xếp trong một mạng lưới tổ ong hai chiều.

Mỗi nguyên tử cacbon trong tấm graphene liên kết chặt chẽ với ba nguyên tử khác ở các góc giống hệt nhau, tạo thành một cấu trúc phẳng giống như tổ ong. giống như kim cương: graphene là một tinh thể carbon ba chiều, nơi mỗi nguyên tử được kết nối với bốn hàng xóm; những liên kết mạnh mẽ này mang lại cho cấu trúc sức mạnh đáng kể.

Các lớp graphene được xếp chồng lên nhau để tạo thành graphite, với khoảng cách giữa các mặt phẳng là 0,335 nanomet. Các lớp khác nhau của graphene trong graphite được giữ với nhau bằng lực van der waals, lực này có thể tách ra trong quá trình tách graphene khỏi graphite.

Có khoảng 3 triệu lớp graphene trong một tấm than chì dày 1mm. Về mặt khoa học: các đặc điểm đặc biệt của graphene bắt nguồn từ các obitan 2p, tạo thành các dải trạng thái π phân chia vị trí trên tấm cacbon tạo nên graphene.

Graphene là vật liệu mạnh nhất được biết đến bởi nó cứng hơn kim cương nhưng đàn hồi hơn cao su; cứng hơn thép nhưng nhẹ hơn nhôm. Nhờ cấu trúc độc đáo của graphene, nó sở hữu những đặc điểm đáng kinh ngạc khác: Tính linh động điện tử cao, nhanh hơn silicon 100 lần; Graphene dẫn nhiệt tốt hơn kim cương gấp 2 lần; độ dẫn điện của graphene cũng tốt hơn 13 lần so với đồng.

Xem thêm: Đã là ông sao lại gọi ‘ông gì ông ổng’ ? – Tuổi Trẻ Online

Hơn nữa, graphene chỉ hấp thụ 2,3% ánh sáng phản xạ; nó không thấm nước, vì vậy ngay cả nguyên tử nhỏ nhất (heli) cũng không thể đi qua một lớp hoàn hảo của graphene . với bề mặt lên đến 2.630 mét vuông mỗi gam, nghĩa là với chưa đầy 3 gam, bạn có thể bao phủ toàn bộ một sân bóng.

graphene là hợp chất mỏng nhất mà con người biết đến với độ dày một nguyên tử, vật liệu nhẹ nhất được biết đến (với 1 mét vuông nặng khoảng 0,77 miligam), hợp chất mạnh nhất được phát hiện (mạnh hơn 100-300 lần hơn thép có độ bền kéo 130 gpa và môđun non là 1 tpa – 150.000.000 psi), dẫn nhiệt tốt nhất ở nhiệt độ phòng (a (4, 84 ±) 0,44) × 10 ^ 3 a (5,30 ± 0,48) × 10 ^ 3 w m – 1 k – 1) và cũng là chất dẫn điện được biết đến nhiều nhất (các nghiên cứu đã chỉ ra độ linh động của điện tử ở các giá trị trên 200.000 cm2 v – 1 · s – 1). graphene đại diện cho một loại vật liệu mới theo khái niệm chỉ dày một nguyên tử, được gọi là vật liệu hai chiều (2d) (chúng được gọi là 2d vì chúng chỉ giãn nở theo hai chiều): chiều dài và chiều rộng; vì vật liệu chỉ dày một nguyên tử, chiều thứ ba, chiều cao, được giả định là không). và chỉ ở trạng thái của một lớp hoặc một vài lớp này thì các đặc tính tuyệt vời của graphene mới xuất hiện.

Các đặc tính đáng chú ý khác của graphene là khả năng hấp thụ ánh sáng đồng đều ở các phần nhìn thấy và cận hồng ngoại của quang phổ (πα ≈ 2,3%) và khả năng thích hợp để sử dụng trong vận chuyển spin.

Có thể bạn sẽ ngạc nhiên khi biết rằng carbon là nguyên tố phong phú thứ hai trong cơ thể con người và là nguyên tố phong phú thứ tư trong vũ trụ (tính theo khối lượng), sau hydro, heli và oxy. điều này làm cho cacbon trở thành cơ sở hóa học của tất cả sự sống đã biết trên trái đất, làm cho graphene trở thành một giải pháp xanh và bền vững tiềm năng cho số lượng ứng dụng gần như không giới hạn.

kể từ khi phát hiện ra graphene , các ứng dụng trong các ngành khoa học khác nhau đã bùng nổ, tạo ra sự quan tâm lớn, đặc biệt là trong điện tử tần số cao, cảm biến sinh học, hóa học và từ tính, bộ tách sóng quang băng tần cực rộng và bộ lưu trữ và năng lượng kho. thế hệ.

2. graphene được phát hiện như thế nào?

graphene lần đầu tiên được nghiên cứu về mặt lý thuyết vào những năm 1940. Vào thời điểm đó, các nhà khoa học nghĩ rằng vật chất hai chiều là không thể tồn tại về mặt vật lý, vì vậy họ không tìm kiếm sự cô lập của graphene.

Xem thêm: WOW: Có vẻ như &039Black Pink in your area&039 vốn không phải câu slogan ban đầu mà YG Entertainment dành cho Black Pink! – TinNhac.com

Nhiều thập kỷ sau, sự quan tâm đến vấn đề này dần dần tăng lên và các nhà nghiên cứu bắt đầu tìm ra các kỹ thuật để loại bỏ than chì. họ đã cố gắng chèn các phân tử vào giữa các lớp graphene , cạo và cọ xát graphite, nhưng họ không thể tách một lớp duy nhất. cuối cùng, họ đã có thể phân lập graphene trong các vật liệu khác, nhưng không chỉ trong graphene.

Năm 2002, nhà nghiên cứu Andre Geim của Đại học Manchester bắt đầu quan tâm đến graphene và đã thách thức một nghiên cứu sinh tiến sĩ đánh bóng một khối graphite càng ít lớp càng tốt. Sinh viên Tiến sĩ có thể học 1.000 lớp, nhưng không thể đạt được mục tiêu của geim là 10 đến 100 lớp. geim đã thử một cách tiếp cận khác: băng. ông bôi nó trong than chì và bóc nó ra để tạo ra những mảnh graphene nhiều lớp. nhiều vỏ hơn tạo ra các lớp mỏng hơn và mỏng hơn, cho đến khi bạn có một miếng graphene 10 lớp.

Nhóm của geim đã làm việc để cải tiến kỹ thuật của họ, cuối cùng tạo ra một lớp nguyên tử cacbon. Họ đã công bố những phát hiện của mình trên tạp chí “Science” vào tháng 10 năm 2004. Geim và đồng nghiệp của ông Kostya Novoselov đã nhận được giải Nobel Vật lý năm 2010 cho công trình của họ.

Kể từ khi các bộ phận đầu tiên được làm từ băng keo, việc sản xuất graphene đã được cải thiện với tốc độ chóng mặt. vào năm 2009, các nhà nghiên cứu đã có thể tạo ra một màng graphene rộng 30 inch.

quần jogger co giãn bằng graphene

7 “Quần short thể thao co giãn Graphene

Xem thêm: Mặt trời mọc hướng nào lặn hướng nào và lặn hướng nào?