Graphene او د هغې د درخواست. د graphene کشف. په عصري نړۍ نانو

په نسبي ډول په دې وروستيو کې د ساينس او تکنالوجۍ یو نوې سيمه، نانو په نامه. د دې نظم د پانګې لپاره ليوالتيا يوازې پراخه نه ده. دوی هيلو. د ذراتو، د "نانو" په نوم يادېږي د ارزښت سره برابر د هر ډول ارزښت یوه برخه یو billionth ده. دغه اندازو یوازې کولای شي چې د اتومونه او د مالیکول د اندازې په پرتله شي. د مثال په توګه، د یو nanometer ده د یو متره د یو billionth په نامه.

د د ساینس د نوي ډګر اصلي لوري

نانو هغه کسان چې د مالیکولونو او اتومونه په کچه موضوع بدلې غوښتنه وکړه. له همدې امله، د ساینس په دې سيمه کې هم د مالیکولي ټکنالوژۍ په نامه. د پراختیا لپاره یې اغیز څه وه؟ په عصري نړۍ نانو ته د لکچرونو دي مننه راڅرګند Richarda Feynmana. په دا د ساینس پوه دا ثابته کړه چې په مستقيمه توګه له اتومونه د شیانو د جوړولو له خنډونو سره شتون نه لري.

د کوچنی ذرات assembler په نامه اغیزمن السوهنو په مانا ده. دا مالیکولي nanomachine، چې کولای شی د هر ډول جوړښت د جوړولو لپاره کارول. د مثال په توګه، د assembler طبيعي رایبوزوم نوم ورکول کېدای شي په ژوندیو موجوداتو د پروټین synthesizing.

په عصري نړۍ نانو يوازې د تخصص يوه سيمه کې نه دي. دوی کې د څیړنې د ډيرو اساسي علومو په مستقيم ډول تړلي پراخه ساحه استازيتوب وکړي. د هغوی په منځ دي د فزیک، کیمیا او بیولوژي. د ساینس پوهانو په وینا، د دغو علومو به د راتلونکو nanotech انقلاب د شاتګ پر وړاندې د پرمختګ تر ټولو ځواکمن اغیز لري.

د غوښتنلیک د SPHERE

د بشر د فعاليت، چې نانو کارول نن، دا ځکه چې د ډېر په زړه پورې لست کول ناشونی کار دی د ټولو برخو لست کړئ. نو، د علومو دې برخه کې د مرستې توليديږي:

- د superdense ثبت کوم معلومات توکي؛
- د بېلابېلو تجهیزات؛
- حس کونکي، د لمر د حجرو، semiconductor transistors؛
- معلومات، دکمپیوټری او معلوماتي ټکنالوجۍ؛
- nanoimprint او nanolithography؛
- د ذخيره کولو د انرژۍ د وسیلو، او د تیلو د حجرو؛
- د دفاع، فضا او هوايي چلند درخواستونه؛
- bioinstrumentary.

په روسیه، امریکا، جاپان او يو شمېر اروپايي هېوادونو سره زیات مالي مرستې دې د نانو علمي ساحه کې ده هر کال د تخصيص. دا د دې لپاره د څيړنې د دې ډګر د پرمختګ لپاره د پراخ لرلید له امله.

نانو دی په روسیه کې د فدرالي هدف پروګرام، چې نه يوازې لوی مالي لګښت برابروي د وينا له مخې د ودې، خو د ډیزاین او څېړنیز کار د یو لوی مقدار هم سپاره. د موخو ته د ملي او څو هیوادونو شرکتونو د کچې د مختلفو علمي او تکنالوژیکي سیستمونو د هڅو یو موټی ترلاسه کړي.

نوي مواد

نانو دي پوهانو اسکرپت یو کاربن ذریعه ستونزمن څخه الماس د چا ضخامت چې يواځې يوه ذرې توليدوي. دا جرګه د graphene. دا په کایناتو کې، چې څومره برېښنا د لېږد سیلیکون کمپيوټر چپس په پرتله ښه پوستين او قوي مواد دی.

د graphene کشف هغه حقیقي انقلابي سيالۍ، چې دا به زمونږ په ژوند کې څومره بدلون اجازه. دا مواد دومره بې سارې د فزیکی ځانګړتياو چې په بنسټيزه توګه د شيانو او د موادو د بشري طبیعت بدلون دی.

د کشف تاریخ

Graphene ده چي د دوه بعدي کریستال. خپل جوړښت hexagonal lattice د کاربن اتومونه شامل دی. د graphene نظري زده کړو د هغه اصلي طرحه ترلاسه کولو، ځکه چې د دې موادو لپاره د دری بعدي graphite کریستال د جوړولو د بنسټ دی مخکې اوږد پيل شو.

آن په 1947 G. P. Volles هغه د graphene ځينې ځانتياوې لري، په برابرولو د هغې جوړښت ورته فلزات، او ځینو ځانګړتیاوو ته د بي بي سي relativistic ذراتو، neutrinos او massless photons د هغو سره ورته ده. که څه هم، د نوي مواد هلته ځينو د پام وړ توپیرونه چې دا په خپل طبیعت بې ساري دي. خو د دغو موندنو تایید شو یوازې په 2004 کال کې تر لاسه، کله چې Konstantin Novoselov او اندري Geim د لومړي ځل لپاره په وړيا د دولت له خوا د کاربن دي. دغه نوی مواد دی graphene، او و يو ستر کشف پوهانو. دا توکی کولای شي په پنسل وي موندل. خپل graphite امسا ده د graphene د څو طبقو څخه جوړ دی. پنسل څنګه د کاغذ يوه نښه روان شو؟ د حقیقت دا دی چې، د طبقو اصلي عنصرونه د قوت سره سره، دی د دوی ترمنځ يوه ډېره کمزورې کړۍ شته. هغوی ډېر په اسانه سره د کاغذ په تماس کې راځي، د يوه د بحث په لیکلو وځي.

د نوي موادو په کارولو سره

د ساینس پوهانو په وینا، د سینسرې چې د graphene پر بنسټ دي، کولای شي چې د الوتکې د قوت او حالت تحلیل، او همدارنګه د وړاند زلزلې ته. خو يوازې هغه مهال له داسې مال د مواد به ووځي ماتې دیوال لابراتوارونو شي روښانه کې د موادو د لارښوونې به عملي کړي. په اوسني ورځ، د کیمیا، فزیک او د بریښنا د انجنیران لا دي په د graphene بې سارې وړتیا مینه لري. وروسته د موادو یوازې په یو څو ګرامه کولای شي په خاوره کې، مساوي د فوټبال یوه سټوډیوم تر پوښښ لاندې.

Graphene او د هغې د درخواست په بالقوه توګه په پام کې په سپکو سپوږمکيو او د الوتکو د تولید. په دې سيمه کې، د نوي مواد کولای شي د ځای د کاربن الیاف په مرکب مواد. Nanomaterials کېدای شي چې د سیلیکون transistors پر ځای کارول او په پلاستيک خپل د تطبیق دا بریښنا conductivity ورکړي.

Graphene او د هغې د کارولو په موضوع سینسر توليد په پام کې دي. دغه توکي د وروستي مادي پر بنسټ جوړ شوي دي به وکولای شي چې د تر ټولو خطرناکه ماليکيول کشف کړي وي. خو د برقي بطرۍ د تولید د نانو پوډر په ځلې استعمال او د هغوی اغیزمنتیا لوړه کړي.

په optoelectronics Graphene او د هغې د درخواست بحث شوی دی. . د نوي مواد به ډېر سپکو او تلپاتې پلاستيک څخه چې په کانتينرونو کې به د يو څو اوونيو لپاره د خوړو د تازه وساتي اجازه مخه کړي.

تمه ده چې د graphene او کارونې ته د و شفاف رسانا نښی په څارونکو، شمسي تختو لپاره اړتيا لري او تولید یو پیاوړی او د بادي بریښنا توربینونه ميخانيکي اغیزې زيات مقاومت لري.

بنسټ nanomaterial به د ښه سپورتي وسایلو، طبي امپالنټ او supercapacitors لري.

همدارنګه، graphene او د هغې د درخواست اړوند:

- د لوړې فريکونسۍ د لوړ قدرت برېښنايي وسایل؛
- مصنوعي غشا بیلولو په ټانک کې دوه مايع؛
- د مختلفو موادو conductivity مال ښه؛
- د عضوي رڼا emitting diode په يوه نندارې په جوړولو؛
- د چټک د د DNA د تسلسل نوي تخنيکونه پراختیا؛
- د مایع کریسټال نمايش ښه؛
- د بالیستیکي transistors.

د استعمال د موټرو صنعت کې

د څېړونکو په وینا، د ځانګړو انرژۍ د graphene 65 کېلو / kg راورسېږي. دغه رقم دی چې نن سبا د لیتیم-ion بیټریو دومره عام په پرتله 47 ځله لوړه ده. دا حقيقت، ساینس پوهانو لپاره کارول کيږي چې د بیټرۍ chargers د نوي نسل رامنځته کړي.

Graphene پوليمر بیټري - له خوا وسیلو آله چې د حد اکثر د بریښنا په موثره توګه ساتل. اوس مهال، په هغې د کار د ده له خوا د څېړونکو په ډیرو هیوادونو کې ترسره شي. د پام وړ پرمختګ په دې موضوع هسپانوي پوهانو لاسته راوړنې. Graphene-پوليمر بیټرۍ، دوی جوړ لري د انرژۍ مصرف، د موجوده بطرۍ ته ورته يو رقم څخه زیات د ځلې په سلګونو. دوی دا کار د برېښنا د موټرو سمبال کړي. د ماشين، چې د نصب graphene بیټرۍ، کولای شي پرته د زرګونه کیلومتره درولو ته سفر وکړي. د برښنا د انرژۍ د منبع کله ستومانتیا 8 دقیقو نه زیات اړتیا یې واچوه.

touchscreens

پوهانو ته دوام graphene ولټوي، په یوه نوي او بې ساري کارونه رامنځته کوي. په دې ډول، د کاربن nanomaterial په تولید خپل کاريال چې د سره پراخه پرده تماس پردې توليدوي وموندل. ښايي دغه اصطالح ښکاري او د دې ډول انعطاف آله.

پوهانو ترلاسه يو graphene پاڼه ده په بڼه مستطيل او بدل دا یو روڼ الکترود. هغه هم د تماس د پردې د کار د ګډون، ډېر د قابليت ولري، شفافيت، انعطاف، د چاپيريال سره دوستانه اړيکې او د کم لګښت کمول.

د ترلاسه graphene

د 2004 کال، کله چې د پانې nanomaterials پرانستل شو راهیسې، ساینس پوهانو د لپاره د خپل چمتووالي لارو کېږي. که څه هم، د دغو لارو تر ټولو اساسي ګڼل:

- د میخانیک exfoliation؛
- په تشه epitaxial ودې؛
- perofaznogo کیمیاوي یخولو (CVD-پروسه).

لومړی د دغو دريو طريقو ده د تر ټولو ساده. سره ميخانيکي exfoliation graphene تولید د اسکاچ دو پهلو اسکاچ سطحه د graphite یوه ځانګړې غوښتنلیک دی. د دې بنسټ وروسته، لکه د کاغذ پر یوه ټوټه، پيل ته کوږ او unbend، د مطلوبه مواد جلا. کله چې درخواست د دغه ميتود graphene په لوړ کیفیت سره تر لاسه کړي. خو دې اقداماتو د nanomaterials ډله د تولید لپاره مناسب نه دي.

کله چې د نری سیلیکون ويفر epitaxial ودې د میتود په کارولو سره کارول کیږي، د سطحی طبقه ده چې سیلیکون carbide. برسيره پر دې، دا مواد په يو ډېر لوړ حرارت درجه (1000 K) په اوردجهنم. لکه څنګه چې د کیمیاوي تعاملاتو په پايله کې له د کاربن اتومونه سیلیکون اتومونه، چې لومړی يې د vaporize جلا ده. په پایله کې، د ریکارډ پاتې سوچه graphene. د دې میتود تاوان دی چې د ډېر لوړ حرارت، چې کېدای شي د کاربن اتومونه احتراق کې واقع د کارولو اړتيا ده.

تر ټولو د اعتماد وړ او ساده طريقه د graphene، یو CVD-بهیر ډله د توليد لپاره کارول. دا يو طريقه ده په کوم کې چې د فلزي-پرزی په کتلست او هایدروکاربن ګازونو تر منځ د کیمیاوي تعمل دی.

کوم graphene توليدوي؟

تراوسه پورې د دې تر ټولو لوی شرکت، توليدوي یو نوی nanomaterial په چين کې پروت دی. د جوړونکي د نوم - Ningbo Morsh ټکنالوژۍ. graphene تولید دوی په 2012 کال کې پيل شو.

د nanomaterial اصلي مصرف دی يو شرکت Chongqing Morsh ټکنالوژۍ. Graphene دا د رسانا شفاف فلمونه، چې د پټول نندارې ته داخل شوي دي د توليد لپاره وکاروي.

په نسبي ډول په دې وروستيو کې، د یو مشهور شرکت نوکیا دی په انځور کې د سینسر يو امتياز د صادر کړ. د دې څومره د اړتيا وړ برخه د graphene نوري آله عنصر څو طبقو دی. دغه ډول مواد د کمرې د سینسرې کارول ډېر (تر 1000 ځله) د خپل حساسيت زياتوي. په ورته وخت کې د برېښنا د مصرف په کموالی وليد. د سمارټ ښه کمره به هم graphene لري.

د کورني چاپیریال د تیاري،

آیا امکان لري چې په کور کې graphene توليدوي؟ دا سينمايي، هو! تاسو يوازې د اړتيا د يوه پخلنځي څخه کم 400 W نه مخلوط ظرفیت واخلي، او د ميتود ائيرلېنډي فزیک له خوا جوړ تعقيب کړي.

څنګه په کور کې graphene توليدوي؟ د دې هدف لپاره د مخلوط جام شو د اوبو 500 لیتره له خوا زياته کړه 10-25 ليتره د هر مایع پاکونکو او د وځپل برګۍ 20-50 ګرامه واچول. نور د غاړې باید له 10 دقیقو کې د نيم ساعت ته شي، تر څو د graphene flakes یو slurry په بڼه. په پایله مواد به د یو لوړ conductivity چې به د لمر د حجرو د electrodes د کارولو اجازه ولري. Graphene هم کولای شي د پلاستيک په کورني چاپیریال توليد د ملکیتونو ته وده ورکړي.

آکسايډ nanomaterial

پوهان په فعاله توګه د تحقيق او graphene جوړښت لکه چې په دننه او يا د کاربن د جاليو په څنډو د ماليکيول ضميمه يا اکسيجن-پکې فعال ډلو (ص). دا د جامدو نانو آکسايډ چې په لومړي دوه بعدي عکسونه، چې د تجارتي توليد د پړاو ته رسېدلې ده. له nano- او د دې د جوړښت microparticles پوهانو نمونې تولید سانتي.

په دې ډول، سره د کاربن diofilizirovannym ترکیب د graphene آکسايډ شو په دې وروستيو کې د چين د ساينس پوهانو له خوا د تر لاسه کړل. دا يو ډېر سپکو مادي سانتي مترو مکعب چې د یو کوچنی ګل ګلابو کې جوړه شوه. خو دې نوې موادو، په کوم کې چې graphene آکسايډ دی په نړۍ کې د ډیرو کلکو یو.

بایومیدکل غوښتنلیکونه

Graphene آکسايډ د selectivity يوه بې سارې شتمنۍ لري. دغه کار به د موادو ته د بایومیدکل غوښتنلیک ترلاسه کړو. نو، چې د پوهانو د کار مننه ممکنه وه چې د سرطان د تشخیص graphene آکسايډ وکاروي. د خپل پرمختګ په لومړیو پړاوونو د سرطان د معلوم د nanomaterial ساری نوري او د بریښنا د ملکیتونو ته اجازه.

هم graphene آکسايډ د مخدره توکو او د تشخيصولو په نښه کولو ته اجازه ورکوي. د دې موادو په اساس sorption biosensors دي، چې د DNA ماليکول په اشارې.

د صنعتي درخواستونه

له مختلفو sorbents پر بنسټ د graphene آکسايډ ښايي د اخته dezaktsivatsii طبيعي او انسان په لاس جوړ شيانو استعمال شي. د فعال nanomaterial پرې کولای شي د ځمکې او د سطحي اوبو، د خاورې او د radionuclide څخه د پاکولو يې پروسس.

له graphene آکسايډ چاڼګرونه کولای superchistotoy ودانۍ، چې د ځانګړي غوښتنلیکونه برېښنايي برخې توليدوي برابر کړي. د دې موادو په بې ساري مال به د نفوذ په ښه کیمیاوي د SPHERE تکنالوژي. په ځانګړې توګه، دا کیدای شي د اکټیو تيت او نادره فلزاتو د استخراج شي. ځکه نو، د graphene آکسايډ د استعمال ته اجازه ورکوي چې له ټيټ ټولګي ډبرې د سرو راوکاږي.