Τα τελευταία χρόνια, το graphene είναι κάτι το λέιζερ: ένα νέο υλικό με αξιόλογες ιδιότητες που υπόσχεται να φέρει επανάσταση στα πάντα για τη ζωή μας. Αλλά είναι όλη η κενή διαφημιστική εκστρατεία; Τι ακριβώς είναι ο γραφένιος και τι μπορούμε πραγματικά να περιμένουμε από αυτό;
Το Graphene είναι μια ασυνήθιστη μορφή ενός από τα πιο κοινά στοιχεία στον πλανήτη (άνθρακας) και ανακαλύφθηκε και συντέθηκε στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ τον τρόπο που επιστρέφει το 2004. Αποτελείται από πολλά φύλλα άνθρακα, με κάθε φύλλο απλά ένα παχύ άτομο, όλα τοποθετημένα σε ένα εξαγωνικό πλέγμα.
Και λόγω αυτού, έχει όλα τα είδη των ενδιαφέρουσες και απρόσμενες ιδιότητες. Για παράδειγμα, το graphene είναι περίπου 200 φορές ισχυρότερο από το χάλυβα και έξι φορές ελαφρύτερο. Κάνει τη θερμότητα και την ηλεκτρική ενέργεια και είναι εξαιρετικά ευαίσθητη στο φως ενώ είναι σχεδόν εντελώς διαφανής.
Από την ανακάλυψή του, οι επιστήμονες και οι μηχανικοί ήταν απασχολημένοι αναζητώντας πρακτικούς τρόπους για να χρησιμοποιήσουν αυτό το εξαιρετικό υλικό. Ο κατάλογος των δυνατοτήτων είναι σχεδόν ατελείωτος, αλλά εδώ είναι μερικά από τα μέρη που μπορείτε να περιμένετε να δείτε το graphene κάνοντας μια διαφορά στη ζωή σας σύντομα.
1. Τσιπ Υπολογιστών
Για κάποιο χρονικό διάστημα έχουμε δει τσιπ υπολογιστών ακολουθώντας το Νόμο του Moore Ποιος είναι ο νόμος του Moore και τι έχει να κάνει με εσάς; [MakeUseOf Εξηγεί] Τι είναι ο νόμος του Moore, και τι έχει να κάνει με σας; [Η επεξήγηση του MakeUseOf] Η κακή τύχη δεν έχει καμία σχέση με το νόμο του Moore. Εάν αυτή είναι η σχέση που είχατε, το συγχέετε με το νόμο του Murphy. Ωστόσο, δεν ήσουν μακριά από το νόμο του Moore και το νόμο του Murphy ... Read More, που σημαίνει ότι διπλασιάζονται στην εξουσία περίπου κάθε 18 μήνες ή και έτσι, αλλά πλησιάζουμε τώρα τα όρια για το πόσο μικρά τρανζίστορ πυριτίου μπορούν να γίνουν. Με αυτό το ρυθμό, ο νόμος του Moore δεν θα είναι πλέον αληθινός.
Ωστόσο, η έρευνα βρίσκεται σε εξέλιξη για να διαπιστωθεί πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί το γραφένιο σε συνδυασμό με το πυρίτιο για την παραγωγή ταχύτερων, μικρότερων και λιγότερο ενεργειακών επεξεργαστών. Η IBM έχει επενδύσει 3 δισεκατομμύρια δολάρια σε έρευνα graphene και αναμένει να έχει στην αγορά επεξεργαστή graphene εργασίας έως το 2019.
Στο βέλτιστο σενάριο, τα τσιπ που περιλαμβάνουν το graphene έχουν τη δυνατότητα να είναι τάξεις μεγέθους γρηγορότερα από τα παραδοσιακά τσιπ πυριτίου, οπότε μια σημαντική ανακάλυψη εδώ θα μπορούσε να είναι απίστευτη για τον κόσμο της πληροφορικής.
2. Μπαταρίες
Είμαστε απόλυτα εξαρτημένοι από τις μπαταρίες σε αυτήν την εποχή των smartphones και άλλων φορητών ηλεκτρονικών συσκευών, γι 'αυτό ψάχνουμε πάντα τρόπους για να διαρκέσουν περισσότερο. Ο Graphene δείχνει πολλές υποσχέσεις σε αυτόν τον τομέα.
Η Samsung ανέφερε κάποια επιτυχία με την αύξηση της χωρητικότητας της μπαταρίας, ενσωματώνοντας το graphene σε μπαταρίες ιόντων λιθίου και παρόμοιες γραμμές, ο Dongxu αποκάλυψε αυτό που λέει ότι είναι η πρώτη μπαταρία πακέτων γίγαντας παγκοσμίως. Η Dongxu ισχυρίζεται ότι η μπαταρία των 4.800 mAh μπορεί να φορτιστεί πλήρως εντός 15 λεπτών. Δεν είναι σαφές σε αυτό το σημείο πότε θα είναι διαθέσιμο για αγορά.
Είτε αυτά τα προϊόντα έρχονται ποτέ στην αγορά είτε όχι, το δυναμικό για το γραφένιο στις μπαταρίες δεν είναι τίποτα λιγότερο από εκπληκτικό. Εάν είναι πάντα πλήρως συνειδητοποιημένη, μπορεί να είναι μία από τις πιο επαναστατικές εξελίξεις που θα συμβεί σε δεκαετίες. Οι μπαταρίες Supercapacitor Graphene έχουν τη δυνατότητα να διαρκέσουν πέντε φορές περισσότερο από τις μπαταρίες ιόντων λιθίου παρόμοιου μεγέθους και να επαναφορτίζονται σε ένα κλάσμα του χρόνου.
Επιπλέον, σε αντίθεση με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου, είναι μη τοξικές και δεν κινδυνεύουν να εκραγούν. Γιατί το Heck ήταν οι μπαταρίες της Samsung που εκρήγνυαν ούτως ή άλλως; Γιατί το Heck ήταν οι μπαταρίες της Samsung έκρηξη ούτως ή άλλως; Πάνω από 30 διαφορετικά τηλέφωνα Samsung Galaxy Note 7 εξερράγησαν. Γιατί συνέβαινε αυτό; Και έχετε τίποτα να ανησυχείτε με το δικό σας τηλέφωνο; Εδώ είναι όλα όσα πρέπει να ξέρετε. Διαβάστε περισσότερα .
Με τους υπερπαραγωγούς graphene, τα smartphones θα μπορούσαν να διαρκέσουν μια εβδομάδα ή και περισσότερο με μία μόνο χρέωση, και τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα θα είχαν βελτιωμένες σειρές που θα μπορούσαν να ανταγωνίζονται τη μηχανή εσωτερικής καύσης. Όταν χρειάζονται επαναφόρτιση, η διαδικασία θα διαρκέσει δευτερόλεπτα ή λεπτά αντί για ώρες, κάτι που είναι σπουδαία νέα, επειδή τα όρια χρέωσης είναι ένα μεγάλο εμπόδιο στην ευρεία υιοθέτηση ηλεκτρικών οχημάτων Πώς ηλεκτρικά αυτοκίνητα θα ξεπεράσουν τα όρια φόρτισης Πώς ηλεκτρικά αυτοκίνητα θα ξεπεράσουν τη φόρτιση Όρια Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα είναι εξαιρετικά - εκτός από το εύρος τους. Μπορούν τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα να ξεπεράσουν τις τεχνολογίες της περιοχής Διαβάστε περισσότερα .
3. Τυπωμένα Ηλεκτρονικά
Το Graphene μπορεί να εκτυπωθεί σε χαρτί (ή σε άλλα υλικά) και, εάν έχει τη μορφή κυκλώματος, μπορεί να διαβαστεί από αναγνώστες RFID. Τα εισιτήρια, οι κάρτες επιβίβασης και ούτω καθεξής είναι οι πλέον προφανείς άμεσες χρήσεις μιας τέτοιας τεχνολογίας, αλλά δεν υπάρχει τέλος στις δυνατότητες. Φορητά ηλεκτρονικά, εύκαμπτοι αισθητήρες και οθόνες, ακόμα και ηλεκτρονικά τατουάζ μπορεί να γίνουν όλα συνηθισμένα στο εγγύς μέλλον.
4. Αισθητήρες κάμερας
Το Graphene είναι πολύ πιο ευαίσθητο στο φως από το πυρίτιο που χρησιμοποιείται σήμερα στους αισθητήρες απεικόνισης ψηφιακών φωτογραφικών μηχανών. Αυτό ανοίγει τη δυνατότητα για καλύτερες κάμερες που λειτουργούν καλά σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού, κάτι που είναι εξαιρετικό για όλους σχεδόν τους φωτογράφους και τους βιντεογράφους. (Η Nokia εργάζεται ακόμη και σε ένα smartphone που θα έχει έναν αισθητήρα κάμερας με βάση το γραφένιο που υπόσχεται να είναι λιγότερο έντασης ενέργειας και πολύ φθηνότερος από τις τρέχουσες κάμερες).
Η υψηλή διαφάνεια του γραφηνού - αφήνει περίπου το 97, 7% του φωτός μέσω - ανοίγει επίσης το δυναμικό για 3D κάμερες και για κάμερες όπου η εστίαση της εικόνας μπορεί να προσαρμοστεί αργότερα. Πολλαπλά επίπεδα γραφένης μπορούν να ρυθμιστούν έτσι ώστε οι εικόνες να μπορούν να συλληφθούν με μια ποικιλία σημείων εστίασης και η εστίαση μπορεί να ρυθμιστεί μετά τη λήψη της φωτογραφίας.
5. Βελτιωμένα ηχεία
Τα ηχεία που χρησιμοποιούμε σήμερα βασίζονται σε μηχανικά μέρη που δονείται για τη δημιουργία ήχου. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να υπάρχει αρκετός φυσικός χώρος για να μετακινούνται τα μέρη αυτά και αυτό περιορίζει τον τρόπο με τον οποίο μπορούν να είναι μικρά ηχεία και όπου μπορούν να τοποθετηθούν ομιλητές.
Οι ερευνητές στην Κορέα έχουν χρησιμοποιήσει την αρχή της θερμοακουστικής - παράγουν ήχο με γρήγορη θέρμανση και ψύξη ενός υλικού - για να κάνουν τα ηχεία από μια αεροφαιρήνα graphene που είναι λεπτές και δεν δονείται. Τέτοια ηχεία θα ήταν ιδανικά για κινητές συσκευές και θα μπορούσαν εύκολα να εγκατασταθούν σε τοίχους ή επίπεδες τηλεοράσεις επίσης.
Δεν υπάρχει κανένα σημάδι ότι ένα προϊόν θα κυκλοφορήσει σύντομα, αλλά είναι μια συναρπαστική εξέλιξη με πολλές δυνατότητες να μεταμορφώσει τον κόσμο του ήχου.
6. Ισχυρότερες οθόνες αφής
Επειδή το graphene είναι σχεδόν εντελώς διαφανές, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε γυαλί και μια πιθανή χρήση είναι να ενισχυθούν οι οθόνες αφής στα smartphones μας.
Το Graphene είναι ισχυρότερο από το διαμάντι και μια οθόνη που είναι επικαλυμμένη με αυτό θα ήταν σχεδόν άφθαρτη - ή τουλάχιστον δεν θα σπάσει όταν εκτοξεύεται από το χέρι σας. Το σκληρυμένο γυαλί έχει πολλές άλλες χρήσεις, φυσικά, και οι άλλες ιδιότητες του graphene σημαίνουν ότι τα έξυπνα παράθυρα και τα παρμπρίζ είναι πραγματικές δυνατότητες.
Ο Graphene κατέχει επίσης την υπόσχεση των ευέλικτων οθονών που θα κάμπτονται παρά θα σπάσουν. Εν τω μεταξύ, υπάρχουν μερικά πράγματα που μπορείτε να κάνετε 7 Πρακτικά πράγματα που πρέπει να κάνετε μετά την ρωγμή στην οθόνη του Smartphone σας 7 Πρακτικά πράγματα που πρέπει να κάνετε μετά την ρωγμή της οθόνης του Smartphone σας Ίσως ένας ελέφαντας έτρεξε στο πρόσφατα ριγμένο σας τηλέφωνο σε ένα χώρο στάθμευσης δίπλα στο τον τοπικό ζωολογικό κήπο. Διαβάστε περισσότερα εάν σπάσει η οθόνη του τηλεφώνου σας.
7. Αθλητικός εξοπλισμός
Το Graphene είναι εξαιρετικά ελαφρύ και εξαιρετικά ισχυρό, δύο ιδιότητες που είναι εξαιρετικά επιθυμητές στον αθλητικό εξοπλισμό και στα περισσότερα αθλήματα, οποιοδήποτε βάρος που παίρνει ξυρισμένο από τον εξοπλισμό ισοδυναμεί με ένα ανταγωνιστικό πλεονέκτημα. Η ποδηλασία είναι το πιο προφανές, όπου τα high-end ποδήλατα χρησιμοποιούν ήδη ελαφριές ίνες άνθρακα.
Το Graphene που συνδυάζεται με ψυχραιμία με ίνες άνθρακα μπορεί να μειώσει ακόμα περισσότερο το βάρος, διατηρώντας παράλληλα τη δύναμή του. Η Dassi, εταιρεία του Ηνωμένου Βασιλείου, δημιούργησε ένα πλαίσιο ποδηλάτου που περιέχει graphene που ζυγίζει μόλις 750 γραμμάρια και ελπίζει να το βγάλει σε 350 γραμμάρια στο εγγύς μέλλον.
Αλλά μπορείτε επίσης να φανταστείτε πώς αυτό μπορεί να διαρρήξει σε διάφορες περιοχές του τεχνολογικού κόσμου, όπου οι χρήστες είναι συνεχώς ενθουσιασμένοι από το επόμενο τηλέφωνο, φορητό υπολογιστή ή φωτογραφική μηχανή που είναι ισχυρότερη, ελαφρύτερη και λεπτότερη από τις προηγούμενες. Και αν η παραγωγή γκαινενίου αποδεικνύεται φθηνότερη, ακόμα καλύτερα.
Graphene και το μέλλον
Τα παραπάνω είναι μερικές μόνο από τις πιθανές χρήσεις του graphene, εκείνες που πιθανότατα θα έχετε στα χέρια σας στο εγγύς μέλλον, αλλά υπάρχει επίσης ένα ευρύ φάσμα πιθανών βιομηχανικών και ιατρικών χρήσεων που θα μπορούσαν να είναι εξίσου επαναστατικές.
Απομένει να δούμε αν το graphene θα ανταποκριθεί στις υψηλές προσδοκίες που έχουμε θέσει σε αυτό. Ίσως ορισμένα προβλήματα παραγωγής να παραμείνουν ανυπέρβλητα ή το κόστος να καταστήσει κάποιες από τις παραπάνω χρήσεις ανέφικτες, αλλά αν ακόμα και ένα μικρό μέρος των δυνατοτήτων τους μπορεί να υλοποιηθεί, θα φέρει επανάσταση στον κόσμο στον οποίο ζούμε.
Αναμένετε σύντομα να δείτε τα προϊόντα γραφένιου στην αγορά; Ποιες εφαρμογές σας ενθουσιάζουν περισσότερο; Ενημερώστε μας στο τμήμα σχολίων παρακάτω.
Image Credit: BONNINSTUDIO μέσω του Shutterstock.com