התקופה של גראפן עדיין לא הגיע

אבל זה כבר נולד במשך עשר שנים, הטלפון הנייד שלי שקוף לאן?

למעשה, בשנת 2012, קונסטנטין Novoselov, מי זכה בפרס נובל גרפן, עמיתיו פרסם מאמר ב- "טבע" לדבר על העתיד של גראפן, שנתיים של פיתוח גם בעצם הוכחה של חיזוי שלהם. סבר כי כחומר, גרפן "מופיע בפרסומת, הכביש הוא מפותל, אמנם זה עשוי לשחק תפקיד מרכזי בעתיד, אבל לפני מספר קשיים עיקריים להתגבר, הסצנה הזו לא יבוא. חשוב יותר, לוקח בחשבון את העלות העצומה של התחדשות תעשייתי, היתרונות של גראפן עלול לא להספיק לעשות את זה פשוט מחליפים את הציוד הקיים - על סיכויי אמיתי, אולי בגלל שלה תכונות ייחודיות בהתאמה אישית יישומים חדשים

מהו גראפן בסופו של דבר?

גרפן הוא החומר הראשון למצוא על ידי שכבה אחת של אטומים. אטומי פחמן מחוברים לתוך רשתות משושה. עיפרון עם גרפיט שווה ל אין ספור שכבות גראפן נערמו יחד, צינורות פחמן גראפן התגלגל לתוך צינור. גרפיט, גרפן, פחמן, גלובין.

בשל הקשר הכימי בין האטומים פחמן, גרפן הוא עקשן: יכולה לכופף לזווית גדולה ללא שבירה, אלא גם נגד בלחץ גבוה. מכיוון שכבה אחת בלבד של אטומים, תנועה אלקטרונית הוא מוגבל למישור, זה הביא תכונות חשמליות חדשות. גרפן הוא שקוף באור נראה לעין, אך אטום. תכונות אלה לעשות את זה מתאים מאוד כחומר גלם מוצרים אלקטרוניים מגן שקוף. אבל מתאים הימין, ממש לא בא כל כך מהר.

אחת השאלות: שיטת ההכנה. רבים מהמחקרים הראה לנו את מאפייני מדהים של גרפן, אבל יש מלכודת. תכונות מופלאות אלה הם מאוד תובעני על איכות הדגימה. כדי להשיג את הטוב ביותר של תכונות חשמליות של גראפן דוגמאות, את הצורך באמצעים זמן רב ויקרות ביותר: מכני בנוכחות אחר שיטה - עם סרט דביק על הגרפיט, פירוק מלאכותי של גראפן. לא צוחקים, נובו Shawlov בשנת 2004 הם מוכנים אז גראפן.

אמנם הציוד הנדרש ואת התוכן הטכני נראה יהיה נמוך, אבל הבעיה היא שיעור ההצלחה הוא נמוך יותר, לקבל דוגמאות לעשות מחקר יכול גם, הייצור התעשייתי? . בדיחה על תיעוש, כלומר אין טעם. גם אם שלמדת לשלוט גרפיט שלי בעולם, יום אחד יכול לקלף כמה חתיכות. מובן עכשיו יש לנו הרבה דרכים אחרות כדי להגביר את ייצור ולהפחית עלויות - הבעיה היא כי שיטות אלה איכות המוצר ונפילתה. יש לנו שיטה הפשטת נוזלי: גרפיט או חומרים דומים פחמן לתוך מתח הפנים של גבוהה במיוחד נוזלי ולאחר מכן אולטראסוניות בהפצצה של גראפן פתית שלג עמוק. יש לנו שיטה בתצהיר אדים כימיים: תן את הגז פחמן המכילות הדחיסה משטח נחושת, היווצרות שכבה דקה של גראפן ומפוצלים אז. . יש לנו שיטה גידול ישיר, באמצע שתי שכבות של סיליקון ישירות כדי לנסות לגדל שכבה של גראפן... יש גם שיטה כימית חמצון-חיזור, על ידי החדרת אטומי חמצן כדי להפריד את גיליון גרפיט, וכן הלאה. ישנן שיטות רבות, אבל יש גם חשיבתם של יישום, אך עד כה לא מתאים באמת תיעוש בקנה מידה גדול של טכנולוגיית הייצור התעשייתי.

למה לא שיטות אלה יכול לגרום גראפן באיכות גבוהה? לדוגמה. אמנם אנחנו שמרנו אותו שש טבעת מושלמת החלק המרכזי של פיסת גרפן, זה לעיתים קרובות מופרת בקצה והופך טבעת חמש - או שבע-אנחנו שמרנו אותו. זה לא נראה נהדר, אבל יוצרת שיטת בתצהיר אדים כימיים "חתיכה" של גראפן אינה שלמה באמת, מנקודה אחת של צמיחה מתוך. . זה למעשה על מספר נקודות-באותו זמן את הצמיחה של "polycrystalline", ויש אין דרך להבטיח כי נקודות אלה כשהם גדלים חתיכות קטנות ניתן ליישר לחלוטין. לפיכך, טבעות מעוותים אלו אינם מופצים רק על הקצה, אך קיימים גם כל "אחד" עושה זאת מתוקף הגרפן, להפוך חולשה מבנית, קל לשבור. גרוע מכך, הפרסומות של גראפן אינו מרפא כמו polycrystalline מתכות, סביר להאריך את זה כל הזמן. התוצאה היא כי הכוח של הגרפן כולו הוא חצוי. החומר הוא אזור בעייתי, כמו דגים, של הדוב כפת אינו בלתי אפשרי, אבל בהחלט לא כל כך מהר.