Ngraifín agus a chur i bhfeidhm. An teacht ar ngraifín. Nanaitheicneolaíocht sa domhan nua-aimseartha

Le déanaí san Eolaíocht agus sa Teicneolaíocht is réimse nua, ar a dtugtar nanaitheicneolaíocht. Ionchais le haghaidh an disciplín nach bhfuil ach ollmhór. Tá siad uaillmhianach. Is é an cáithnín, dá ngairtear "nana" luach is comhionann le bhilliúnú cheann de chéatadán d'aon luach. Is féidir na méideanna a chur i gcomparáid ach amháin le méid na n-adamh agus móilíní. Mar shampla, tá nanaiméadar ar a dtugtar an duine-bhilliúnú de mhéadar.

An treo is mó de na réimse nua na heolaíochta

Nanaitheicneolaíocht dtugtar iad siúd a ionramháil an t-ábhar ar an leibhéal na n-móilíní agus adaimh. Mar sin, is é an réimse na heolaíochta ar a dtugtar freisin teicneolaíocht mhóilíneach. Cad é an spreagadh dá fhorbairt? Nanaitheicneolaíocht sa domhan nua-aimseartha a bhuíochas le feiceáil leis na léachtaí Richarda Feynmana. I sé go bhfuil an t-eolaí cruthaithe go bhfuil aon bhacainn ar an cruthú rudaí go díreach ó na hadaimh.

Modhanna do ionramháil go héifeachtach cáithníní beag bídeach ar a dtugtar cóimeálaí. Seo nanomachine mhóilíneach, ar féidir a úsáid chun cur le haon déanmhas. Mar shampla, is féidir leis an cóimeálaí a dtugtar ribosome nádúrtha synthesizing próitéin in orgánaigh bheo.

Nach bhfuil Nanaitheicneolaíocht sa domhan nua-aimseartha ach limistéar amháin saineolais. Is ionann iad agus raon leathan taighde a bhaineann go díreach le heolaíochtaí bunúsacha go leor. Ina measc tá fisic, ceimic agus bitheolaíocht. Dar leis na heolaithe, beidh na heolaíochtaí go bhfuil an spreagadh is cumhachtaí d'fhorbairt i gcomhthéacs na réabhlóide nanotech le teacht.

réimse iarratais

Déan liosta de na réimse de ghníomhaíocht dhaonna, áit a bhfuil an nanaitheicneolaíocht a úsáidtear sa lá atá inniu, go bhfuil sé dodhéanta mar gheall ar an liosta an-suntasach. Mar sin, le cabhair ó réimse na heolaíochta a tháirgtear:

- Feistí a thaifeadadh superdense aon fhaisnéis;
- Trealamh éagsúla;
- braiteoirí, cealla gréine, trasraitheoirí leathsheoltóra;
- faisnéis, ríomhaireachta agus teicneolaíocht faisnéise;
- nanoimprint agus nanolithography;
- feistí le haghaidh stóráil fuinnimh, agus cealla breosla;
- iarratais cosanta, spás agus eitlíochta;
- bioinstrumentary.

Ar an réimse eolaíochta na nanaitheicneolaíochta sa Rúis, Stáit Aontaithe Mheiriceá, an tSeapáin agus ó thíortha Eorpacha le maoiniú níos leithdháiltear gach bliain. Tá sé seo mar gheall ar na hionchais is mó maidir le forbairt an réimse an taighde.

Tá Nanaitheicneolaíocht ag forbairt sa Rúis de réir an chláir sprioc Chónaidhme, a sholáthraíonn costais airgeadais, ní hamháin go hiontach, ach freisin ag iompar cuid mhór na n-oibreacha a dhearadh agus taighde. Chun na spriocanna ag dul a aontú le hiarrachtaí na gcóras eolaíochta agus teicneolaíochta éagsúla ar an leibhéal na n-corparáidí náisiúnta agus ilnáisiúnta a bhaint amach.

ábhar nua

Nanaitheicneolaíocht eolaithe ar chumas a thabhairt ar aird pláta carbóin níos deacra ná Diamond a bhfuil tiús ach amháin adamh. Tá sé comhdhéanta de ngraifín. Is é an t-ábhar thinnest agus is láidre sa Cruinne, a tharchuireann leictreachas i bhfad níos fearr ná mar a sliseanna ríomhaire sileacain.

Is é an fionnachtain ngraifín imeacht réabhlóideach fíor, a chuirfidh ar chumas athrú i bhfad inár saol. Tá an t-ábhar airíonna fisiceacha chomh uathúil go bhfuil athruithe go bunúsach an nádúr an duine de rudaí agus substaintí.

Stair na fionnachtana

Is ngraifín criostail dhá-thoiseach. Is é an struchtúr laitíse hexagonal ina bhfuil adaimh charbóin. staidéar teoiriciúil de ngraifín thosaigh i bhfad sular fáil a dearaí fíor, ós rud é an t-ábhar an bunús do thógáil criostail graifíte tríthoiseach.

Fiú i 1947 G. P. Volles bhfuil sé roinnt airíonna de ngraifín, a chruthaíonn go bhfuil a struchtúr miotail den chineál céanna, agus roinnt tréithe cosúil leis na cinn de na ultra-choibhneasaíocha cáithníní, neutrinos agus fótón massless. Mar sin féin, an t-ábhar nua go bhfuil difríochtaí suntasacha áirithe a dhéanann uathúil sé i bhfeidhm ina nádúr. Ach bhí deimhniú de na torthaí a fuarthas ach amháin sa bhliain 2004, nuair a Konstantin Novoselov agus Andrey Geim fuarthas den chéad uair ag an carbóin sa stát saor in aisce. Tá an tsubstaint nua ar a dtugtar ngraifín, agus bhí sé ina eolaithe fionnachtain mhór. Aimsigh mhír seo a bheith le peann luaidhe. Is é a slat graifít comhdhéanta de sraitheanna éagsúla de ngraifín. Conas a oibríonn fhágann peann luaidhe marc ar an bpáipéar? Is é an bhfíric go bhfuil, in ainneoin an neart de na comhpháirteanna lárnacha na sraitheanna, tá nasc an-lag eatarthu. Tá siad an-éasca a titim i dteagmháil leis an páipéar, ag fágáil rian i scríbhinn.

Ag baint úsáide as an t-ábhar nua

Dar leis na heolaithe, na braiteoirí atá bunaithe ar ngraifín, a bheith in ann anailís a dhéanamh ar an neart agus staid an aerárthaigh, chomh maith le creathanna talún a thuar. Ach amháin nuair a bheidh an t-ábhar a bhfuil airíonna den sórt saoire saotharlanna balla néal a bheith soiléir go mbeidh cur i bhfeidhm praiticiúil a fhorbairt i dtreo na substainte. I láthair na láthair lá, poitigéirí, tá fisiceoirí agus innealtóirí leictreach bhfuil suim acu i na cumais ar leith de ngraifín cheana. Tar éis Is féidir ach cúpla gram na substainte a chumhdach chríoch, is comhionann le páirc peile.

Ngraifín agus a chur i bhfeidhm a mheas d'fhéadfadh a tháirgeadh satailítí lightweight agus aerárthaí. Sa réimse seo, is féidir an t-ábhar nua in áit na snáithíní carbóin sna ábhair cumaisc. Is féidir nanábhair a úsáid in ionad trasraitheoirí sileacain agus a chur i bhfeidhm i plaisteach thabhairt dó seoltacht leictreach.

Ngraifín agus a úsáid a mheas i monarú gcúrsaí braiteoir. Na feistí atá déanta ar bhonn an t-ábhar is déanaí a bheith in ann a bhrath an móilín is contúirtí. Ach úsáid a bhaint as nana-púdair i dtáirgeadh na cadhnraí leictreacha ag amanna chun cur lena éifeachtúlacht.

Ngraifín agus a chur i bhfeidhm Pléitear optoelectronics. As an t-ábhar nua a dul amach plaisteach an-lightweight agus durable as a mbeidh na coimeádáin a cheadú ar feadh cúpla seachtain a choinneáil úr bia.

Táthar ag súil ar úsáid ngraifín agus a mhonarú sciath seoltaí trédhearcach ag teastáil le haghaidh monatóireacht, painéil ghréine agus a láidre agus níos resistant a éifeachtaí meicniúil tuirbíní gaoithe.

Beidh nana-ábhar Bunaithe mbeadh níos fearr trealamh spóirt, implants leighis agus supercapacitors.

Chomh maith leis sin, ngraifín agus a chur i bhfeidhm a bhaineann le:

- gléasanna leictreonacha ardmhinicíochta ard-chumhachta;
- membrane saorga scaradh dhá leacht san umar;
- feabhas a chur ar na hairíonna seoltacht na n-ábhar éagsúla;
- a chruthú taispeáint ar an solas orgánach dé-óid astaithe solais;
- forbairt teicnící nua ord DNA luathaithe;
- feabhas a chur ar taispeántais leachtchriostail;
- trasraitheoirí ballistic.

An úsáid a bhaint sa tionscal feithicleach

Dar le taighdeoirí, cur chuige an fuinneamh ar leith an ngraifín 65 kWh / kg. Tá an figiúr seo 47 huaire níos airde ná an ceann atá chomh coitianta lá atá inniu ann cadhnraí litiam-ian. Seo Go deimhin, tá eolaithe a úsáidtear a chruthú do ghlúin nua de chargers ceallraí.

Ngraifín polaiméir ceallraí - an fheiste a bhfuil an chumhacht leictreach uasta coinnithe go héifeachtach. Faoi láthair, tá an obair ar sé a rinne taighdeoirí i go leor tíortha. dul chun cinn suntasach eolaithe na Spáinne sa chás seo. Ngraifín-polaiméir ceallraí, chruthaigh siad go bhfuil tomhaltas fuinnimh, na céadta uair níos mó ná figiúr den chineál céanna do cadhnraí atá ann cheana féin. Úsáideann siad é a threalmhú feithiclí leictreacha. Tá an meaisín, atá suiteáilte ceallraí ngraifín, is féidir taisteal gan stopadh na mílte ciliméadar. Chun recharge an fhoinse fuinnimh leictreach nuair a bheidh exhaustion mór níos mó ná 8 nóiméad.

touchscreens

ar aghaidh ag Eolaithe ngraifín chun iniúchadh a dhéanamh, a chruthú rudaí nua agus unparalleled. Dá bhrí sin, tá an nanábhair carbóin le fáil a chur i bhfeidhm i dtáirgeadh a tháirgeann scáileáin tadhaill le scáileán leathan. Is féidir leis an téarma le feiceáil agus gléas solúbtha den chineál seo.

Eolaithe a fuair is clár ngraifín dronuilleogach i gcruth agus chas sé isteach ar leictreoid trédhearcach. Tá sé páirt freisin in obair an scáileán tadhaill, go mór le laghdú ar an marthanacht, trédhearcacht, solúbthacht, oireann don chomhshaol agus ar chostas íseal.

ngraifín fháil

Ó 2004, nuair a osclaíodh é an nanábhair nua, tá eolaithe máistreacht roinnt modhanna chun é a ullmhú. Mar sin féin, an ceann is bunúsaí de na bealaí a mheas:

- exfoliation meicniúil;
- fás eipealuadrach i bhfolús;
- fuaraithe perofaznogo ceimiceán (CVD-próiseas).

Is é an chéad cheann díobh seo trí mhodh an ceann is simplí. Tá táirgeadh ngraifín le exfoliation meicniúil iarratas speisialta de graphite a chur ar dhromchla ghreamaitheacha de téip ghreamaitheach. Da éis sin bunús, cosúil le bileog pháipéir, tús a lúbadh agus unbend, scaradh an t-ábhar atá ag teastáil. Nuair a bheidh iarratas Modh seo ngraifín fháil ar an chaighdeán is airde. Mar sin féin, nach bhfuil gníomhartha den sórt sin oiriúnach le haghaidh táirgeadh maise nanábhar.

Agus tú ag úsáid an modh fás epitaxial de sliseog sileacain tanaí a úsáidtear, an ciseal dromchla atá chomhdhúile sileacain. Thairis sin, tá an t-ábhar a théitear ag teocht an-ard (1000 K). Toisc go bhfuil thoradh ar imoibrithe ceimiceacha scartha ón adamh sileacain na n-adamh carbóin, an chéad cheann díobh vaporize. Mar thoradh air sin, tá an taifead ngraifín íon. Is é an míbhuntáiste an modh ar an ngá a bhaineann le húsáid teocht an-ard, a fhéadann teacht dócháin de adaimh charbóin.

An modh is iontaofa agus simplí a úsáidtear le haghaidh táirgeadh ar mhais na ngraifín, ar CVD-phróiseas. Is modh ina bhfuil an imoibriú ceimiceach idir an catalaíoch agus hidreacarbóin gáis miotail-brataithe.

A chuireann ar ngraifín?

Go dtí seo, an chuideachta is mó táirgeann, tá nanábhair nua lonnaithe sa tSín. Ainm an mhonaróra - Ningbo Morsh Teicneolaíocht. táirgeadh ngraifín thosaigh siad in 2012.

Is é an tomhaltóir is mó de na nanábhair cuideachta Chongqing Morsh Teicneolaíocht. Ngraifín úsáid chun léiriú scannán trédhearcach seoltaí, a chur isteach ar an taispeáint touchscreen.

Le déanaí, tá cuideachta maith ar a dtugtar NOKIA eisigh phaitinn ar an braiteoir íomhá. Mar chuid den teastáil go géar is cúpla sraitheanna de eilimint ionstraim ngraifín optúil. A leithéid de ábhar a úsáidtear sna braiteoirí na ceamaraí go mór le méaduithe a n-íogaireacht (suas go dtí 1000 uair). Ag an am céanna faoi deara laghdú i dtomhaltas leictreachais. Beidh ceamara Maith don smartphone go bhfuil ngraifín freisin.

Ullmhú le timpeallacht baile,

An féidir ngraifín a thabhairt ar aird sa bhaile? Casadh sé amach, yes! Ní mór duit ach a chur ar cumas cumascóir cistin nach lú ná 400 W, agus lean an modh forbartha ag na fisiceoirí Éireannacha.

Cad é mar a tháirgeadh ngraifín sa bhaile? Chun na críche sin bhí poured an cupán cumascóir 500 ml d'uisce trí 10-25 ml d'aon glantach leacht agus 20-50 gram de sclátaí brúite. Tuilleadh ba chóir an gléas a chur ar siúl ó 10 nóiméad go dtí leath uair an chloig, go dtí go an chuma ar sciodair de calóga graiféine. Beidh an t-ábhar mar thoradh air go mbeadh seoltacht ard a thabharfadh deis a úsáid i leictreoidí na cealla gréine. Is féidir le ngraifín a fheabhsú chomh maith airíonna na plaisteach a tháirgtear sa timpeallacht intíre.

nana-ábhair ocsaíd

Eolaithe taighde go gníomhach agus tá struchtúr ngraifín den sórt sin laistigh nó ar an imill an mogalra carbóin ceangailte nó feidhmghrúpaí ocsaigin iontu (í) an mhóilín. Seo soladach nana-ocsaíd a bhfuil an chéad pictiúir dhá-thoiseach, a bhfuil bainte amach an céim den táirgeadh tráchtála. Ó nana agus microparticles an struchtúir eolaithe ceintiméadar samplaí a tháirgtear.

Dá bhrí sin, an t-ocsaíd ngraifín i gcomhar le diofilizirovannym carbóin Fuarthas le déanaí ag eolaithe na Síne. Is é seo an ciúb cheintiméadair an-lightweight ábhar a bhíonn ar siúl ar an peitil de bhláth beag. Ach an tsubstaint nua, ina bhfuil an t-ocsaíd ngraifín ar cheann de na is soladach ar fud an domhain.

iarratais bithleighis

Tá ocsaíd ngraifín maoin uathúil de roghnaíochta. Tabharfaidh sé seo deis an tsubstaint a aimsiú ar iarratas bithleighis. Mar sin, ba bhuíochas leis an obair na n-eolaithe is féidir a úsáid ocsaíd ngraifín chun diagnóisíodh ailse. Braith ailse ag céim luath dá fhorbairt a cheadú airíonna uathúla optúla agus leictreach an nanábhair.

Chomh maith leis sin is féidir ocsaíd ngraifín sheachadadh dírithe ar dhrugaí agus diagnóisic. Ar bhonn an t-ábhar seo tá bithbhraiteoirí sorption, dírithe ar an móilín DNA.

tionscail

Is féidir sorbents éagsúla atá bunaithe ar an ocsaíd ngraifín a chur i bhfeidhm ar na rudaí nádúrtha agus de dhéantús an duine dezaktsivatsii ionfhabhtaithe. Is féidir le gearradh ar nana-ábhar gníomhach phróiseáil screamhuisce agus uisce dromchla, ithir agus iad imréitigh ón radionuclide.

Is féidir le scagairí ó ocsaíd ngraifín a chur ar fáil áitreabh superchistotoy, a chuireann ar comhpháirteanna leictreonacha le haghaidh iarratas speisialta. Athrófar airíonna uathúil an ábhair seo briseadh isteach an teicneolaíocht réimse ceimiceach fíneáil. Go háirithe, d'fhéadfadh sé seo a bheith eastóscadh miotal scaipthe agus neamhchoitianta radaighníomhach. Dá bhrí sin, ceadaíonn an úsáid a bhaint as ocsaíd ngraifín óir ó mianta ghrád íseal a bhaint.