หากคุณเคยอยู่ใกล้วารสารวิทยาศาสตร์ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาคุณจะได้พบกับรูปแบบสุดยอดเกี่ยวกับกราฟีนซึ่งเป็นวัสดุมหัศจรรย์สองมิติที่สัญญาว่าจะเปลี่ยนทุกอย่างตั้งแต่การคำนวณไปจนถึงการแพทย์ทางชีวภาพ
มีการโฆษณามากมายเกี่ยวกับแอปพลิเคชันของกราฟีนเนื่องจากคุณสมบัติที่น่าทึ่งจำนวนหนึ่ง มีความบางกว่าเส้นผมมนุษย์ 1 ล้านเท่า แต่แข็งแรงกว่าเหล็ก 200 เท่า มีความยืดหยุ่น แต่สามารถทำหน้าที่เป็นอุปสรรคที่สมบูรณ์แบบและเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม รวมทุกอย่างเข้าด้วยกันและคุณจะมีเนื้อหาที่มีแอพพลิเคชั่นปฏิวัติวงการมากมาย
ฉันจะเพิ่มใครซักคนใน apple music ได้อย่างไร
กราฟีนคืออะไร?
กราฟีนเป็นคาร์บอน แต่อยู่ในตาข่ายรังผึ้งหนาหนึ่งอะตอม หากคุณย้อนกลับไปในบทเรียนเคมีเก่า ๆ ของคุณคุณจะจำได้ว่าวัสดุที่ประกอบด้วยคาร์บอนทั้งหมดอาจมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับวิธีการจัดเรียงอะตอม (allotropes ที่แตกต่างกัน) ตัวอย่างเช่นกราไฟท์ในไส้ดินสอของคุณจะอ่อนและเข้มเมื่อเทียบกับเพชรที่แข็งและใสในแหวนหมั้นของคุณ โครงสร้างคาร์บอนที่มนุษย์สร้างขึ้นไม่แตกต่างกัน บัคมินสเตอร์ฟูลเลอรีนรูปทรงลูกบอลทำหน้าที่แตกต่างจากการเรียงตัวของท่อนาโนคาร์บอนแบบขด
กราฟีนทำจากแผ่นอะตอมของคาร์บอนในตาข่ายหกเหลี่ยม จากที่กล่าวมามีรูปแบบใกล้เคียงกับกราไฟท์มากที่สุด แต่ในขณะที่วัสดุนั้นทำจากแผ่นคาร์บอนสองมิติที่ยึดไว้แบบชั้นต่อชั้นโดยพันธะระหว่างโมเลกุลที่อ่อนแอกราฟีนมีความหนาเพียงแผ่นเดียว ถ้าคุณสามารถลอกคาร์บอนชั้นเดียวที่มีความสูงหนึ่งอะตอมออกจากกราไฟท์ได้คุณก็จะมีกราฟีน
พันธะระหว่างโมเลกุลที่อ่อนแอในกราไฟท์ทำให้มันดูอ่อนและเป็นเกล็ด แต่พันธะคาร์บอนเองก็แข็งแกร่ง ซึ่งหมายความว่าแผ่นที่ประกอบไปด้วยพันธะคาร์บอนเหล่านี้มีความแข็งแรงมากกว่าเหล็กที่แข็งแรงที่สุดประมาณ 200 เท่าในขณะเดียวกันก็มีความยืดหยุ่นและโปร่งใส
กราฟีนเป็นทฤษฎีมานานแล้วและผลิตโดยบังเอิญในปริมาณที่น้อยตราบเท่าที่ผู้คนใช้ดินสอกราไฟท์ อย่างไรก็ตามการแยกและการค้นพบหลักของมันถูกตรึงไว้ในผลงานของ Andre Geim และ Konstantin Novoselov ในปี 2014 ที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ มีรายงานว่านักวิทยาศาสตร์สองคนจัดการทดลองในคืนวันศุกร์ซึ่งพวกเขาจะทดสอบแนวคิดนอกงานประจำวัน ในช่วงหนึ่งของการประชุมเหล่านี้นักวิจัยได้ใช้สก็อตเทปเพื่อขจัดชั้นคาร์บอนบาง ๆ ออกจากก้อนกราไฟต์ งานวิจัยที่บุกเบิกนี้นำไปสู่การผลิตกราฟีนในเชิงพาณิชย์ในที่สุด
หลังจากที่พวกเขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 2010 Geim และ Novoselov ได้บริจาคตู้เทปให้กับพิพิธภัณฑ์โนเบล
วิธีดูความคิดเห็น youtube ของคุณทั้งหมด
กราฟีนใช้ทำอะไรได้บ้าง?
สิ่งสำคัญอย่างหนึ่งที่ควรทราบก็คือนักวิทยาศาสตร์กำลังพัฒนาวัสดุทุกประเภทที่มีพื้นฐานมาจากกราฟีน ซึ่งหมายความว่าอาจจะดีกว่าถ้าคิดเกี่ยวกับกราฟีนในลักษณะเดียวกับที่เราคิดเกี่ยวกับพลาสติก โดยพื้นฐานแล้วการถือกำเนิดของกราฟีนมีขอบเขตที่จะนำไปสู่วัสดุประเภทใหม่ทั้งหมดไม่ใช่แค่วัสดุใหม่เพียงชนิดเดียว
ดูที่เกี่ยวข้องความปั่นป่วนคืออะไร? การไขหนึ่งในคำถามมูลค่าล้านดอลลาร์ทางฟิสิกส์ ‘Diamond rain’ ที่พบบนดาวยูเรนัสได้ถูกสร้างขึ้นใหม่บนโลกและมันสามารถช่วยแก้ปัญหาวิกฤตพลังงานของเราที่กำลังเติบโตได้คอมพิวเตอร์ควอนตัมมาถึงยุค
ในแง่ของการใช้งานกำลังดำเนินการวิจัยในด้านต่างๆเช่นชีวการแพทย์และอิเล็กทรอนิกส์ไปจนถึงการป้องกันพืชผลและบรรจุภัณฑ์อาหาร ตัวอย่างเช่นความสามารถในการปรับเปลี่ยนคุณสมบัติพื้นผิวของกราฟีนอาจทำให้เป็นวัสดุที่โดดเด่นสำหรับการนำส่งยาในขณะที่ความสามารถในการนำไฟฟ้าและความยืดหยุ่นของวัสดุสามารถบ่งบอกถึงวงจรหน้าจอสัมผัสรุ่นใหม่หรืออุปกรณ์สวมใส่ที่พับเก็บได้
ข้อเท็จจริงที่ว่ากราฟีนสามารถสร้างกำแพงกั้นของเหลวและก๊าซได้อย่างสมบูรณ์แบบหมายความว่ายังสามารถใช้กับวัสดุอื่น ๆ เพื่อกรองสารประกอบและองค์ประกอบต่างๆได้เช่นฮีเลียมซึ่งเป็นก๊าซที่ยากต่อการปิดกั้น สิ่งนี้มีการใช้งานที่หลากหลายเมื่อพูดถึงอุตสาหกรรม แต่ยังสามารถพิสูจน์ได้ว่ามีประโยชน์มากสำหรับความต้องการด้านสิ่งแวดล้อมเกี่ยวกับการกรองน้ำ
คุณสมบัติมัลติฟังก์ชั่นของกราฟีนเปิดประตูสู่การใช้คอมโพสิตจำนวนมหาศาล ในขณะที่มีความคิดมากมายเกี่ยวกับวิธีที่สามารถเพิ่มเทคโนโลยีที่มีอยู่ก่อนหน้านี้ได้ แต่ความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องในสาขานี้จะนำไปสู่พื้นที่ใหม่ทั้งหมดที่ก่อนหน้านี้จะเป็นไปไม่ได้ เราจะได้เห็นวิศวกรรมการบินและอวกาศระดับใหม่ทั้งหมดหรือไม่? สิ่งที่เกี่ยวกับการปลูกถ่ายออปติคอลเสริมความเป็นจริง? จากรูปลักษณ์ของมันศตวรรษที่ 21 คือช่วงเวลาที่เราจะค้นพบ
