Co je Graphene? 7 způsobů, jak brzy revolucionizuje Tech

V posledních několika letech byl grafen něčím bzučivým slovem: nový materiál s pozoruhodnými vlastnostmi, který slibuje revoluci všeho o našich životech. Ale je to všechno prázdné humbuk? Co přesně je grafen a co od něj můžeme opravdu očekávat?

Graphene je neobvyklá forma jednoho z nejběžnějších prvků na planetě (uhlík) a byl objeven a syntetizován na univerzitě v Manchesteru v roce 2004. Skládá se z mnoha listů uhlíku, z nichž každý má tloušťku pouze jednoho atomu, všechny jsou uspořádány v šestihranné mříži.

Image Credit: nobeastsofierce via Shutterstock

A díky tomu má nejrůznější zajímavé a neočekávané vlastnosti. Například grafen je asi 200krát silnější než ocel a šestkrát lehčí. Vede teplo a elektřinu, je extrémně citlivý na světlo a je téměř zcela průhledný.

Od svého objevu vědci a inženýři zaneprázdněni hledáním praktických způsobů použití tohoto mimořádného materiálu. Seznam možností je téměř nekonečný, ale zde jsou některá místa, kde můžete očekávat, že se grafen změní ve vašem životě dostatečně brzy.

1. Počítačové čipy

Chvíli jsme viděli počítačové čipy sledovat Mooreův zákon Co je Mooreův zákon a co to má s vámi společného? [MakeUseOf vysvětluje] Co je Mooreův zákon a co to má s vámi společného? [MakeUseOf vysvětluje] Smůla nemá nic společného s Mooreovým zákonem. Pokud je to asociace, kterou jste měli, plete ji s Murphyho zákonem. Nebyli jste však daleko, protože Mooreův zákon a Murphyho zákon…, což znamená, že se zdvojnásobují u moci přibližně každých 18 měsíců, ale nyní se blížíme k limitům toho, jak lze vyrobit malé křemíkové tranzistory. V tomto tempu už nebude Mooreův zákon pravdivý.

Probíhá však výzkum, jak lze grafen použít v kombinaci s křemíkem k výrobě rychlejších, menších a méně energeticky náročných procesorů. IBM investovala 3 miliardy dolarů do výzkumu grafenu a očekává, že do roku 2019 bude mít na trhu funkční grafenový procesor.

Ve scénáři nejlepšího případu mají čipy včetně grafenu potenciál být řádově rychlejší než tradiční křemíkové čipy, takže průlom zde může být pro počítačový svět neuvěřitelný.

2. Baterie

V současné době chytrých telefonů a další přenosné elektroniky jsme zcela závislí na bateriích, a proto vždy hledáme způsoby, jak je vydržet déle. Graphene ukazuje v této oblasti mnoho slibů.

Společnost Samsung zaznamenala určitý úspěch při zvyšování kapacity baterií začleněním grafenu do lithium-iontových baterií a podle podobných linií Dongxu odhalila to, co říká, že je první grafenovou baterií na světě. Dongxu tvrdí, že jeho 4 800 mAh baterie se může plně nabít během 15 minut. V tuto chvíli není jasné, kdy bude možné zakoupit.

Image Credit: Georgejmclittle přes Shutterstock

Ať už se tyto výrobky někdy dostaly na trh, potenciál grafenu v bateriích není nic ohromujícího. Je-li to někdy plně realizováno, může to být jeden z nejvíce revolučních vývojů, ke kterému dojde v desetiletích. Grafenové superkondenzátory mají potenciál vydržet pětkrát tak dlouho, jako lithium-iontové baterie podobné velikosti a dobíjet se za zlomek času.

Navíc, na rozdíl od lithium-iontových baterií, nejsou netoxické a nehrozí jim exploze. Proč jsou baterie společnosti Heck také explodující? Proč i přesto vybuchovaly baterie Samsung? Explodovalo více než 30 různých telefonů Samsung Galaxy Note 7. Proč se to stalo? A máte co dělat s vlastním telefonem? Zde je vše, co potřebujete vědět. .

U grafenových superkondenzátorů by chytré telefony mohly vydržet jeden nebo více týdnů na jedno nabití a elektromobily by zlepšily dojezdy, které by mohly soupeřit se spalovacím motorem. Když je třeba dobít, proces by zabral sekundy nebo minuty než hodiny, což je skvělá zpráva, protože limity nabíjení jsou velkou překážkou v širokém přijímání elektrických vozidel. Limity Elektrické vozy jsou skvělé - s výjimkou jejich rozsahu. Mohou elektrické automobily překonat řadu technologií? .

3. Tištěná elektronika

Grafen může být vytištěn na papír (nebo jiné materiály) a pokud je ve formě obvodu, může být čten pomocí RFID čteček. Jízdenky, palubní lístky atd. Jsou nejběžnějšími okamžitými způsoby použití této technologie, ale možnosti nekončí. V blízké budoucnosti se může stát běžná elektronika, flexibilní senzory a obrazovky a dokonce i elektronické tetování.

4. Kamerové senzory

Graphene je mnohem citlivější na světlo než křemík, který se v současné době používá v zobrazovacích senzorech digitálních fotoaparátů. Tím se otevírá možnost lepších kamer, které fungují dobře za zhoršených světelných podmínek, což je skvělá zpráva pro téměř všechny fotografy a videografy. (Nokia dokonce pracuje na smartphonu, který bude mít senzor na bázi grafenu, který slibuje, že bude méně energeticky náročná a mnohem levnější než stávající fotoaparáty.)

Image Credit: Billion Photos from Shutterstock

Vysoká průhlednost grafenu - propouští asi 97,7 procent světla - také otevírá potenciál pro 3D kamery a pro kamery, kde je možné zaostření obrazu upravit později. Více vrstev grafenu lze uspořádat tak, aby bylo možné snímky zachytit s různými zaostřovacími body a zaostření lze upravit po pořízení fotografie.

5. Vylepšené reproduktory

Reproduktory, které dnes používáme, se při vytváření zvuku spoléhají na mechanické části, které vibrují. To znamená, že musí být dostatek fyzického prostoru, aby se tyto části mohly pohybovat, a to omezuje, jak mohou být malé reproduktory a kam lze reproduktory umístit..

Vědci v Koreji použili princip termoakustiky - produkující zvuk rychlým ohřevem a ochlazováním materiálu - k vytvoření reproduktorů z grafenového aerogelu, který je tenký a nevibruje. Takové reproduktory by byly ideální pro mobilní zařízení a mohly by být snadno instalovány do stěn nebo televizorů s plochou obrazovkou.

Neexistuje žádný náznak toho, že by se produkt brzy objevil na trhu, ale je to vzrušující pokrok s velkým potenciálem změnit svět zvuku.

6. Silnější dotykové obrazovky

Protože je grafen téměř zcela průhledný, lze jej použít na sklo a jedním z možných využití je posílení dotykových obrazovek na našich smartphonech..

Grafen je silnější než diamant a obrazovka s ním potažená by byla téměř nezničitelná - nebo by se alespoň nerozbila, když vám vytáhne z ruky. Tvrzené sklo má samozřejmě řadu dalších použití a další vlastnosti grafenu znamenají, že inteligentní okna a čelní skla jsou také reálnými možnostmi..

Obrázek Kredit: Thavon Phumijan přes Shutterstock

Graphene také drží příslib flexibilních obrazovek, které se budou ohýbat a ne rozbít. Do té doby je několik věcí, které můžete udělat Cracked Your Screen? 7 věcí, které byste měli udělat s obrazovkou obrazovky s poškozeným telefonem 7 věcí, které byste měli udělat s obrazovkou pro nefunkční telefon Máte poškozenou obrazovku telefonu? Nebojte se! Zde je návod, jak můžete opravit, pokračovat v používání nebo prodávat telefon, navzdory prasklé obrazovce. pokud se obrazovka telefonu zlomí.

7. Sportovní vybavení

Graphene je extrémně lehký a extrémně silný, dvě vlastnosti, které jsou vysoce žádoucí ve sportovním vybavení a ve většině sportů, jakákoli hmotnost, která se oholí ze zařízení, odpovídá konkurenční výhodě. Cyklistika je nejviditelnější, kde high-end kola již používají lehká uhlíková vlákna.

Grafen kombinovaný uvážlivě s uhlíkovými vlákny může ještě více snížit hmotnost při zachování pevnosti. Společnost Dassi, U.K., vyrobila rám pro kola obsahující grafen, který váží pouhých 750 gramů, a doufá, že se v blízké budoucnosti dostane na 350 gramů..

Můžete si však také představit, jak by to mohlo proniknout do různých oblastí technologického světa, kde jsou uživatelé neustále ohromeni dalším telefonem, notebookem nebo fotoaparátem, který je silnější, lehčí a tenčí než ten předchozí. A pokud se ukáže, že produkce grafenu je levnější, ještě lepší.

Graphene a budoucnost

Výše uvedené jsou jen některá z možných použití grafenu, ta, která budete pravděpodobně mít v ruce v blízké budoucnosti, ale existuje také celá řada potenciálních průmyslových a lékařských použití, která by mohla být stejně revoluční.

Ještě zbývá zjistit, zda grafen splní vysoká očekávání, která jsme na něj kladli. Je možné, že některé problémy s výrobou zůstanou nepřekonatelné nebo že náklady způsobí, že některé z výše uvedených způsobů využití budou nepraktické, ale pokud lze i část svého potenciálu realizovat, bude to revolucionizovat svět, ve kterém žijeme.

Očekáváte, že se produkty grafenu brzy objeví na trhu? Jaké aplikace tě vzrušují nejvíce? Prosím, dejte nám vědět v sekci komentáře níže.

Obrázek Kredit: BONNINSTUDIO přes Shutterstock.com