A është grafeni fibra tjetër e karbonit?

Përmbajtje:

A është grafeni fibra tjetër e karbonit?
A është grafeni fibra tjetër e karbonit?

Video: A është grafeni fibra tjetër e karbonit?

Video: A është grafeni fibra tjetër e karbonit?
Video: China semiconductor Industry: Huawei to focus on Graphene and Photonic Chips, Will they Succeed? 2024, Marsh
Anonim

Zbuluar në një njollë lapsi, a mund të jetë grafeni super materiali i ri që transformon industrinë e biçikletave?

Në pamje të parë, grafeni është një material i thjeshtë. Është një shtresë e vetme e atomeve të karbonit 0,3 nanometra e trashë – një milion herë më e hollë se letra e kësaj reviste. Megjithatë është 150 herë më i fortë se çeliku dhe 20% më elastik. Ai përçon energjinë elektrike më mirë se bakri apo ari, me një shpejtësi prej një milion metrash në sekondë. Hedh nxehtësi shpejt. Është transparent, si dhe plotësisht i papërshkueshëm, dhe duhet të ketë të njëjtin ndikim në shekullin e 21-të që kishin fibrat e karbonit në të 20-të dhe çeliku në të 19-të. Nuk është çudi që dy shkencëtarët e materialeve në Universitetin e Mançesterit që e zbuluan atë në vitin 2003, Andre Geim dhe Konstantin Novoselov, u arritën me shpejtësi në një çmim Nobel dhe titullin kalorës. Por çfarë lidhje ka kjo me biçikletat?

Përshtatësit e hershëm të Grafenit

Produktet e para të çiklizmit që përmbajnë grafen kanë filluar të dalin në treg. Vittoria përdor grafen në rrotat e saj më të fundit të karbonit Qurano (shih f. 20) dhe Catlike gjithashtu e përdor atë në helmetën e saj të lartë Mixino. Ndërtuesi i kornizave të karbonit me porosi, Richard Craddock i Craddock Cycles thotë, Ka shumë emocione për grafenin tani, por këto janë vetëm përpjekjet e para. Si çdo material i ri, potenciali i tij i plotë nuk dihet ende, por ka shumë të ngjarë që përfitimi maksimal nuk është si zëvendësim i karbonit, por si një përmirësim. Do ta përdorja kur të vërtetohej.'

Paul Wiper, bashkëpunëtor kërkimor në Institutin Kombëtar të Grafenit në Universitetin e Mançesterit, thotë, Grafeni mund të përmirësojë vetitë mekanike të një përbërjeje, pasi mund të ndajë tendosjen kur shtohet në matricën e rrëshirës epokside dhe ta bëjë atë më të ngurtë. Megjithatë, ju duhet të mbani ekuilibrin e duhur. Shumë grafen, le të themi 10 ose 20% e matricës, do ta bënte atë vërtet të ngurtë, por gjithashtu do të ishte i brishtë.'

Kolegët e tij aktualisht po perfeksionojnë përdorimin e grafenit në kornizat e përbëra për hapësirën ajrore, dhe prodhuesi spanjoll i makinave Spania tashmë e përfshin atë në shasinë e supermakinave GTA. Pra, a mund të jenë kornizat e biçikletave më pas? "Nuk ka asnjë arsye pse nuk mund të përdoret në kornizat e biçikletave dhe jam i sigurt se dikush tashmë po punon me to," parashikon Wiper. Vittoria ka një besim të tillë te grafeni, ajo i vendos paratë aty ku është. “Më rastisi të haja darkë pesë vjet më parë me themeluesin e Directa Plus, një nga fabrikat e para të grafenit në Evropë, dhe më lindi ideja për të përdorur grafen në produktet tona”, thotë presidenti i Vittoria, Rudie Campagne. ‘Më pas vendosëm të investonim në to, për të qenë në avantazh.’.

Vittoria pretendon se duke përdorur grafen në rrotat e reja të karbonit Qurano ka rritur forcën e vrimës së folesë dhe ngurtësinë anësore të buzës deri në 30%. Por mbi të gjitha, Campagne entuziazmon: 'Përhapja e përmirësuar e nxehtësisë së grafenit redukton temperaturën e akumuluar të buzës [nën frenim], duke e mbajtur atë shumë nën pragun ku fibra karboni do të fillonte të shpërbëhej.'

Shtimi i grafenit në karbon nuk është aq i thjeshtë sa të shtoni sheqer në kafenë tuaj. Directa Plus furnizon grafenin për Vittoria si 'nano-trombocite', të cilat janë vetëm tre deri në shtatë atome të trasha. "Sfida e madhe ishte arritja e një shpërndarjeje pothuajse perfekte të grafenit në grupin kryesor të rrëshirës epoksi për fletët e karbonit parapreg," thotë Campagne.

Fetë frymëzimi

Biçikletë grafeni
Biçikletë grafeni

"Njerëzit kishin spekuluar për dekada se grafeni ekzistonte brenda alotropeve të materialeve të karbonit si grafiti, qymyri dhe diamanti, por askush nuk kishte ditur se si ta bënte atë si një shtresë e vetme dy-dimensionale," thotë Wiper. Në një moment të frymëzuar, Geim dhe Novoselov kishin filluar me një njollë grafiti kristalor – efektivisht një shenjë lapsi – e cila është e përbërë nga shtresa të shumta, të grumbulluara grafeni, dhe duke përdorur shirit ngjitës ata hoqën një pjesë të grafitit. Duke qenë kureshtarë, ata e bënë atë përsëri dhe përsëri, derisa më në fund izoluan një shtresë të vetme - grafen të pastër. Pastaj ata e testuan atë.

"Zakonisht kur i bëni materialet gjithnjë e më të holla, vetitë e tyre përkeqësohen," thotë vetë Geim. "Por me grafen ne zbuluam se gjërat vetëm sa u bënë më mirë."

Laboratorët në mbarë botën tani prodhojnë grafen në shumë mënyra, me pastërti të ndryshme, madhësi të ndryshme të mostrave dhe sasi të grupeve. Për shembull, Catlike thotë se përdor nano-fibra për të ruajtur forcën e helmetave të saj Mixino, të cilat tani janë 10 g më të lehta se modelet e mëparshme. Të tjerët po e përdorin atë në formën e nano-shiritave, dhe Samsung dhe Sony pretendojnë se kanë shpikur mënyra për të bërë fletë të vazhdueshme. Ajo që është ndoshta befasuese, megjithatë, është se nuk është tepër e shtrenjtë. Ju mund të blini një kilogram nano-trombocite për më pak se 150 £. Ndërsa krijohen më shumë versione të materialit, është e sigurt që përdorimi i fjalës "grafen" në materialin e marketingut do të krijojë konfuzion për konsumatorët. Do të jetë e ndërlikuar të konstatohet nëse një produkt që pretendon se është 'i përforcuar me grafen' përmban vërtet materialin nën-mikroskopik, ose nëse po bën ndonjë të mirë. Është një zbrazëtirë që të paskrupullt mund ta shfrytëzojnë.

"Një laborator mund të testojë materialin për të parë nëse funksionon siç pretendohet, por ju duhet të bëni një test kimik për t'u siguruar që grafeni është i pranishëm," thotë Wiper. Dhe meqenëse grafeni ekziston brenda shumicës së formave të karbonit, madje edhe pluhurit të qymyrit, ai mund të jetë ferri i Ligjit për Përshkrimin e Tregtisë. Por në duart e duhura, premtimi i tij për industrinë e çiklizmit është i madh. Përdorimet e mundshme të grafenit përfshijnë parandalimin e korrozionit në pjesët e ekspozuara si buzët, unazat e zinxhirit dhe foletë, ose, nëse futen në përbërës karboni, nanofibrat e grafenit mund të përcjellin elektricitetin ose madje të transferojnë të dhëna. Kjo do të reduktonte kabllot për ndërrimin elektronik dhe kompjuterët e biçikletave. Përndryshe, ai mund të formojë matës të tendosjes në qendrat e karbonit, fiksime, pedale, unaza zinxhirësh ose thembra të këpucëve, ku nanofibrat e tij do të reduktojnë kompleksitetin dhe potencialisht do të ulin çmimin e njehsorëve të energjisë.

Nano-diamantet tashmë janë veshur me grafen për të krijuar super-lubrifikantë, të cilët mund të eliminojnë pothuajse të gjithë fërkimin nga kushinetat, dhe LED super të shndritshëm, të përmirësuar me grafen premtohen që në vitin e ardhshëm. Një superkondensator grafeni mund të ruajë potencialisht më shumë energji se çdo bateri ekzistuese, kështu që do të bëheshin të mundur edhe komponentë elektronikë shumë më të lehtë të zhvendosjes. Për më tepër, provat e futjes së elektrodave të grafenit në fibrat e polipropilenit janë gjithashtu duke u zhvilluar, kështu që ka edhe njëfarë potenciali për përfshirje në të ardhmen në veshjet e veshjeve. Është hipotetike në këtë fazë, por mund të ketë një moment në kohë kur bluza dhe pantallonat e shkurtra bëhen të zgjuara, duke ndjerë ritmin e zemrës, presionin e gjakut, temperaturën, shkallën e djersitjes dhe madje edhe aktivitetin e muskujve individualë. Me të vërtetë duket sikur përdorimet dhe përfitimet e tij kanë pak kufij.

"Grafeni është padyshim kaq i ri sa aplikimet e tij sapo kanë filluar të studiohen," thotë Campagne. “Do të duhen shumë vite studimi themelor dhe të aplikuar për të dalë me përmirësime të reja të mëdha të produkteve ekzistuese ose aplikime dhe përmirësime të reja. Udhëtimi sapo ka filluar.'

Recommended: