Graphene සහ එහි වැඩසටහන. graphene සොයා. නූතන ලෝකය තුල නැනෝ තාක්ෂණය

සාපේක්ෂව මෑතකදී විද්යා හා තාක්ෂණ නැනෝ තාක්ෂණය නමින් නව ප්රදේශයේ, වේ. මෙම විනය බලාපොරොත්තු පමණක් අති විශාල නොවේ. ඔවුන් අපේක්ෂා සහගත වේ. "නැනෝ" ලෙස සඳහන් අංශු, යම් අගය අල්පයක් බිලියනයකින් සමාන අගය වේ. මෙම ප්රමාණ පමණක් පරමාණු සහ අණු ප්රමාණය හා සැසඳිය හැක. උදාහරණයක් ලෙස, නැනෝමීටර මීටර් වූ එක්-බිලියනයකින් ලෙස හැඳින්වේ.

විද්යාව නව ක්ෂේත්රයේ ප්රධාන දිශාව

නැනෝ තාක්ෂණය අණු සහ පරමාණු මට්ටම මත කාරණය හැසිරවීමට බව එම නමින්. ඒ නිසා, විද්යා මෙම ප්රදේශයේ ද අණුක තාක්ෂණය ලෙස හැඳින්වේ. එහි සංවර්ධනය සඳහා ගාමකය වූයේ කුමක්ද? නූතන ලෝකය තුල නැනෝ තාක්ෂණය දේශන ස්තුති පෙනී Richarda Feynmana. විද්යාඥයා ඒ වන පරමාණු කෙලින්ම දේවල් නිර්මාණය කිරීමට කිසිදු බාධා පවතින බව ඔප්පු වී ඇත.

assembler නමින් කුඩා අංශු ඵලදායී හැසිරවීම සඳහා බවයි. මෙම අණුක nanomachine, ඕනෑම ව්යුහයක් ගොඩනැගීමට භාවිතා කළ හැකි. උදාහරණයක් ලෙස, assembler ජීවීන් වල ඇති ප්රෝටීනයක් සංකලනය ස්වාභාවික එකකුදු ලෙස ද හැඳින්විය හැක.

නූතන ලෝකය තුල නැෙනෝ තාක්ෂණ දැනුම හුදෙක් තනි ප්රදේශයේ නොවේ. ඔවුන් බොහෝ මූලික විද්යාවන් සම්බන්ධයෙන් ඍජුවම අදාල පර්යේෂණ පුළුල් විෂය පථය නියෝජනය කරයි. ඔවුන් අතර, භෞතික විද්යාව, රසායන විද්යාව හා ජීව විද්යාව වේ. විද්යාඥයින්ට අනුව, මෙම විද්යා ඉදිරි නැනෝ තාක්ෂණය විප්ලවයේ පසුබිමට එරෙහිව සංවර්ධනය සඳහා වඩාත් ම බලගතු ජවයක් ඇත.

අයදුම් ගෝලයක්

මිනිස් ක්රියාකාරකම් සියලු ක්ෂේත්රයන්හි ලැයිස්තු, නැනෝ තාක්ෂණය අද භාවිතා කරන, එය නිසා ඉතා ආකර්ෂණීය ලැයිස්තුව නොහැකි ය. ඒ නිසා, විද්යා මෙම ක්ෂේත්රය උපකාරයෙන් නිෂ්පාදනය වේ:

- superdense පටිගත කිරීම සඳහා උපකරණ කිසිදු තොරතුරක්;
- විවිධ උපකරණ;
- සංවේදක, සූර්ය කෝෂ, අර්ධ සන්නායක ට්රාන්සිස්ටර,
- තොරතුරු, පරිගණක හා තොරතුරු තාක්ෂණය,
- nanoimprint හා nanolithography;
- බලශක්ති ගබඩා කිරීම සඳහා උපකරණ, සහ ඉන්ධන ෙකෝෂ;
- ආරක්ෂක, අවකාශය සහ ගුවන් සේවා ෙයදුම්;
- bioinstrumentary.

රුසියාවේ නැෙනෝ තාක්ෂණය මෙම විද්යාත්මක ක්ෂේත්රය පිළිබඳ, ඇමරිකා එක්සත් ජනපදය, ජපානය හා තවත් අරමුදල් කිහිපයක් යුරෝපීය රටවල් සෑම වසරකම වෙන්කර ඇත. මෙම පර්යේෂණ මෙම ක්ෂේත්රයේ සංවර්ධනය සඳහා අති විශාල බලාපොරොත්තු වීමට නියමිතය.

නැනෝ තාක්ෂණය විශාල මූල්ය පිරිවැය පමණක් නොව සපයන ෆෙඩරල් ඉලක්කය වැඩසටහන අනුව රුසියාව තුල වර්ධනය වෙමින් පවතී, පමණක් නොව, නිර්මාණය හා පර්යේෂණ කෘති විශාල ප්රමාණයක් රැගෙන. ජාතික හා ජත්යන්තර බහුජාතික සමාගම් වල මට්ටමින් විවිධ විද්යාත්මක හා තාක්ෂණික ක්රමවේදයන් උත්සාහයන් එක්සත් කිරීමට යන්නේ එම ඉලක්ක සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා.

නව තොරතුරු

නැනෝ තාක්ෂණය කාගේ ඝණකම එක් පරමාණුව දියමන්ති වඩා තද වූ කාබන් තහඩුවට නිෂ්පාදනය කිරීමට විද්යාඥයන් හැකි වී තිබෙනවා. එය graphene කින් සමන්විත වේ. එය සිලිකන් පරිගණක චීප වඩා හොඳ විදුලි සම්ප්රේෂණය වන, ලොව සිහින්ම හා ශක්තිමත් විශ්වයේ ද්රව්ය වේ.

graphene සොයා අපේ ජීවිත බොහෝ වෙනස් ඉඩ ඇත සැබෑ විප්ලවවාදී අවස්ථාවට, වේ. මෙම ද්රව්යමය දේවල් ගැන හා ද්රව්ය මිනිස් ස්වභාවය මූලිකව වෙනස් බව එසේ සුවිශේෂී භෞතික ගුණ වේ.

සොයා ගැනීම ඉතිහාසය

Graphene ද්විමාන ස්ඵටික වේ. එහි ව්යුහය කාබන් පරමාණු සමන්විත ෂඩාස්රාකාර දැලිස් වේ. graphene න්යායික අධ්යයන මෙම ද්රව්ය වන ත්රිමාණ මිනිරන් ස්ඵටික ඉදිකිරීම සඳහා පදනම නිසා, ඔහුගේ සැබෑ සැලසුම් වීමට පෙර දිගු ආරම්භ කරන ලදී.

1947 ජී පී Volles පවා ඔහු එහි ව්යුහය හා සමාන ලෝහ, හා අන්ත සාපේකෂීය අංශු, න්යුට්රීනෝවල අංශු ස්කන්ධයෙන් ෆෝටෝන හා සමාන රෝග ලක්ෂණ කිහිපයක් ඇති වන බව, ඔප්පු graphene සමහර ගුණ ඇත. කෙසේ වෙතත්, නව තොරතුරු එහි ස්වභාවය තුළ අද්විතීය කරන්න බව ඇතැම් සැලකිය යුතු වෙනස්කම් ඇත. එහෙත්, මේ සොයා ගැනීම් සනාථ කොන්ස්ටන්ටින් Novoselov විට පමණක් 2004 දී ලබා ගන්නා ලදී අන්ෙදේ Geim නිදහස් රාජ්ය තුල කාබන් විසින් පළමු ලබා ගන්නා ලදී. මෙම නව ද්රව්යයක් graphene කැඳවා, ප්රධාන සොයා විද්යාඥයන් ලබා ඇත. මෙම අයිතමය පැන්සල් විය හැකි සොයන්න. එහි මිනිරන් සැරයටිය graphene බහු ස්ථර සෑදී ඇත. කොහොමද පැන්සල් කඩදාසි මත ලකුණ පිටත් වන්නේ කෙසේද? වැදගත් කරුණ නම්, ස්ථර හරය සංරචක ශක්තිය තිබියදීත්, ඔවුන් අතර ඉතා දුර්වල සම්බන්ධයක් ඇති බව ය. ඔවුන් ලිඛිත ටේ්රල් පිටත්, කඩදාසි සමග සම්බන්ධතා බිඳ වැටීම ඉතා පහසු වේ.

නව ද්රව්ය භාවිතා කරමින්

විද්යාඥයින්ට අනුව, graphene මත පදනම් වන සංවේදක, ගුවන් යානය ගුවන් ශක්තිය හා සෞඛ්ය තත්වය විශ්ලේෂණය කිරීමට මෙන්ම, භූමිකම්පා අනාවැකි පළ කළ හැක. එහෙත් එකම එවැනි ගුණ ඇති ද්රව්යමය ඉස්තරම් බිත්ති විද්යාගාර පැහැදිලි ප්රායෝගික භාවිතය එම ද්රව්යය වන දිශාවට වර්ධනය වනු ඇත බවට පත් ඉතිරි වනු ඇත. මේ වන විට දින, රසායනඥයින්, භෞතික විද්යාඥයන් සහ විදුලි ඉංජිනේරු දැනටමත් graphene අද්විතීය හැකියාවන් ගැන උනන්දු වේ. එම ද්රව්යය පමණක් සුළු ග්රෑම් භූමිය, පාපන්දු ක්ෂේත්රයට සමාන ආවරණය කිරීම කළ හැක.

Graphene සහ එහි ඉල්ලුම් හැකි සැහැල්ලු චන්ද්රිකා හා ගුවන් යානා නිෂ්පාදනය සලකා බලන ලදී. මෙම ප්රදේශයේ දී, නව තොරතුරු විස්ථාපනය කල හැකි කාබන් තන්තු තුළ සංයුක්ත ද්රව්ය. Nanomaterials එය විදුලි සන්නායකතාව දෙන්න ප්ලාස්ටික් වෙනුවට සිලිකන් ට්රාන්සිස්ටර සහ එහි ක්රියාත්මක භාවිතා කල හැක.

Graphene සහ එහි භාවිතය කරුණු සංවේදකය නිෂ්පාදනය ලෙස සලකනු ලැබේ. මෙම උපකරණ නවතම තොරතුරු පදනම් මත පිහිටුවා තිබේ වඩාත් භයානක අණුවක් හඳුනා ගැනීමට හැකි වනු ඇත. නමුත් ඔවුන්ගේ කාර්යක්ෂමතාව වැඩි කිරීමට විටම විදුලි බැටරි නිෂ්පාදනය නැනෝ-කුඩු භාවිතය.

Graphene සහ එහි ඉල්ලුම් ඔප්ටෝඉලෙක්ට්රොනික්ස් සාකච්ඡා කර ඇත. නව ද්රව්ය කන්ටේනර් ආහාර නැවුම් තබා ගැනීමට සති කිහිපයකට සඳහා ඉඩ ඇත සිට ඉතා සැහැල්ලු හා කල් පවත්නා ප්ලාස්ටික් හැරී ඇත.

graphene භාවිතය සහ නිරීක්ෂකයින්, සූර්ය කෝෂ හා ශක්තිමත් සහ සුළං ටර්බයින යාන්ත්රික බලපෑම් වැඩි ඔරොත්තු සඳහා අවශ්ය පාරදෘශ්ය සන්නායක ආවරණයක නිෂ්පාදනය කිරීමට බලාපොරොත්තු වේ.

පදනම් nanomaterial, වෛද්ය තැන්පත් කිරීම් හා supercapacitors වඩා හොඳ ක්රීඩා උපකරණ ඇත.

එසේම, අදාළ graphene සහ එහි යෙදුමක්:

- ඉහළ සංඛ්යාත ඉහළ බලය ඉලෙක්ට්රොනික උපකරණ;
- වැව දියර දෙකක් වෙන් කෘතිම පටල;
- විවිධ ද්රව්ය සන්නායකතාව ගුණ වැඩි දියුණු කිරීම,
- කාබනික ආලෝක විමෝචක දියෝඩ මත ප්රදර්ශනය නිර්මාණය;
- කඩිනම් ප්රජාතන්ත්රවාදී ජාතික සන්ධානයේ අනුකමණය නව තාක්ෂණික ක්රම සංවර්ධනය;
- කිස්ටල් ඩිස්ප්ෙල් වැඩිදියුණු කිරීම;
- බැලිස්ටික් ට්රාන්සිස්ටර.

වාහන නිෂ්පාදන කර්මාන්තය තුළ භාවිතා

පර්යේෂකයන් අනුව, විශේෂිත ශක්තිය graphene 65 kWh / kg ළඟා විය. මෙම සංඛ්යා ලිතියම්-අයන බැටරි අද කාලයේ එසේ පොදු බව එක් වඩා 47 ගුණයක් වැඩි ය. මෙම කරුණ, විද්යාඥයන් බැටරි චාජර් නව පරම්පරාවක් ඇති කිරීමට භාවිතා කර ඇත.

Graphene බහු අවයවික බැටරි - උපරිම විදුලි බලය කාර්යක්ෂම රඳවා ඇති මාර්ගයෙන් උපකරණයකි. දැනට, එය මත වැඩ බොහෝ රටවල පර්යේෂකයන් විසින් සිදු කරනු ලබයි. සැලකිය යුතු ප්රගතියක් මේ කාරණය සම්බන්ධයෙන් ස්පාඤ්ඤ විද්යාඥයන් සමත් විය. Graphene-බහු අවයවික බැටරි, ඒ, දැනට පවතින බැටරි සඳහා සමාන අගයක් වඩා වැඩි වාර ගණනක් වැඩි ශක්ති පරිභෝජනය, විසින් නිර්මාණය. ඔවුන් විදුලි වාහන සන්නද්ධ කිරීමට එය යොදා ගනී. ස්ථාපනය කරන ලද මෙම යන්ත්රය, graphene බැටරි, කිලෝමීටර් දහස් ගණනක් නතර නොකර ගමන් කළ හැකිය. හිඟ වීම තවත් 8 කට වඩා විනාඩි අවශ්ය වනු ඇත විට විදුලි බල ශක්ති ප්රභවයක් බදු ගෙවන්නන්ට බදු.

touchscreens

විද්යාඥයන්, graphene ගවේෂණය දිගටම නව හා අසමසම දේවල් නිර්මාණය. මේ අනුව, කාබන් nanomaterial පුළුල් තිර සමඟ සම්බන්ධව තිර නිෂ්පාදනය කරන නිෂ්පාදනය එහි ඉල්ලුම් සොයාගෙන ඇත. මෙම පදය පෙනී සිටින අතර, මේ වර්ගයේ නම්යශීලී උපාංගය විය හැක.

විද්යාඥයන් හැඩය හතරැස් වේ, graphene පත්රය ලැබුණා හා විනිවිදභාවයෙන් ඉලෙක්ට්රෝඩය බවට පත් විය. ඔහු ගත් පියවරයන් නිසා, විනිවිදභාවය, නම්යශීලී, පාරිසරික හිතකාමී අඩු වියදම් සහ විශාල අඩු, ස්පර්ශ තිරය වැඩ සහභාගී වී ඇත.

graphene ලබා

2004 වසරේ සිට, එය නවතම nanomaterials විවෘත කරන ලදී විට, විද්යාඥයන් එහි සැකසීම සඳහා ක්රම ගණනාවක් ප්රගුණ කර ඇත. කෙසේ වෙතත්, මෙම ක්රම වඩාත් මූලික ලෙස සලකනු ලැබේ:

- යාන්ත්රික exfoliation;
- රික්තයක් තුළ එපිටාක්සීය වර්ධනය;
- perofaznogo රසායනික (CVD-ක්රියාවලිය) සිසිලන.

මෙම ක්රම තුනක් පළමු වඩාත් සරල ය. යාන්ත්රික exfoliation සමග graphene නිෂ්පාදනය අලවන පටි වන මැලියම් මතුපිට මිනිරන් විශේෂ අයදුම් වේ. මෙම පදනම පසු, කඩදාසියක මෙන් නැමී, unbend කිරීමට, අවශ්ය ද්රව්ය වෙන් ආරම්භ කරන්න. මෙම ක්රමය graphene අයදුම් කිරීමේදී, ඉහළම තත්ත්වයේ ලබා ගන්නවා. කෙසේ වෙතත්, මෙවැනි ක්රියාවන්, nanomaterials මහා නිෂ්පාදනය සඳහා යෝග්ය නොවේ.

තුනී සිලිෙකොන්ෙපති ක එපිටාක්සීය වර්ධනය කිරීමේ ක්රමයක් භාවිතා කරන විට, භාවිතා සිලිකන් කාබයිඩ් වන මතුපිට ස්ථරය වේ. තවද, මෙම ද්රව්ය ඉතා ඉහළ උෂ්ණත්වය (1000 K) ට ගෙනය. රසායනික ප්රතික්රියා කිරීමේ ප්රතිඵලයක් ලෙස වාෂ්පීකරණය වූ පළමු කාබන් පරමාණු සිලිකන් පරමාණු, වෙන් කර ඇත. එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස, වාර්තාව පිරිසිදු graphene පවතී. මෙම ක්රමයේ අවාසිය වනනේ කාබන් පරමාණු දහන තුළ සිදු කළ හැකි ඉතා ඉහල උෂ්ණත්වය, භාවිතා කිරීමේ අවශ්යතාවය යි.

graphene මහා නිෂ්පාදනය සඳහා භාවිතා වඩාත් විශ්වසනීය හා සරල ක්රමය, ඉතා CVD-ක්රියාවලිය. එය කරන ලෝහ ආලේපිත උත්ප්රේරකයක් හා හයිඩ්රොකාබන් වායු අතර රසායනික ප්රතික්රියා ක්රමයකි.

කුමන graphene නිෂ්පාදනය?

මේ දක්වා, විශාලතම සමාගම, චීනයේ පිහිටා ඇත නව nanomaterial නිෂ්පාදනය කරයි. නිෂ්පාදක නම - නිංෙබෝ Morsh තාක්ෂණ. ඔවුන් 2012 දී ආරම්භ graphene නිෂ්පාදනය.

මෙම nanomaterial ප්රධාන පාරිභෝගික සමාගමක් චොන් Morsh තාක්ෂණ වේ. Graphene මෙම ටච්-ස්ක්රීන් ජංගම දුරකථන ප්රදර්ශනය ඇතුල් වන සන්නායක විනිවිද පෙනෙන චිත්රපට, නිෂ්පාදනය සඳහා එය භාවිතා කරන්න.

සාපේක්ෂව මෑතක් ප්රසිද්ධ සමාගමක් Nokia ජංගම දුරකථන මෙම රූප සංවේදකය මත පේටන්ට් බලපත්රයක් නිකුත් කර තිබේ. බෙහෙවින් අවශ්ය මෙම කොටසක් ලෙස graphene ප්රකාශ උපාංග අංගයක් ක ස්ථර කිහිපයක් වේ. කැමරා සංවේදක භාවිතා එවැනි ද්රව්ය බොහෝ සෙයින් (1000 වතාවක් දක්වා) ඔවුන්ගේ සංවේදීතාව වැඩි කරයි. එම අවස්ථාවේ දී විදුලි පරිභෝජනය අඩු නිරීක්ෂණය කරන ලදී. ස්මාර්ට් ජංගම දුරකතන සඳහා හොඳ කැමරාවක් ද graphene අඩංගු වනු ඇත.

දේශීය පරිසරය සකස් කිරීම,

එය ගෙදර graphene නිෂ්පාදනය කිරීමට හැකි ද? එය, ඔව්, නරකද ඔබ බැහැර කළ! ඔබ 400 කට නොඅඩු W, ක මුළුතැන්ගෙයි බ්ලෙන්ඩරයක් ධාරිතාව ගන්න, සහ අයර්ලන්ත භෞතික විද්යාඥයන් විසින් වර්ධනය ක්රමය අනුගමනය කිරීමට අවශ්ය වේ.

කොහොමද ගෙදර graphene නිෂ්පාදනය කළේ ඇයි? මෙම අරමුණු ඉටු කර ගැනීම සඳහා බ්ලෙන්ඩරයක් කුසලාන ඕනෑම දියර රෙදි සෝදන කුඩු ක 10-25 මිලි හා තැළුණු කන්ඩායමේ 20-50 ග්රෑම් එකතු කිරීම මඟින් ජලය 500 මිලි වත් කරන ලදී. තවදුරටත් උපාංගය graphene ඉහළා ක පොහොරමය කොටස පෙනුම තෙක්, පැය භාගයක් කිරීම සඳහා විනාඩි 10 සිට ක්රියාත්මක කළ යුතු ය. එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන් ද්රව්ය සූර්ය සෛල ඉලෙක්ට්රෝඩ එහි භාවිතා කිරීමට ඉඩ ඇති බව ඉහළ සන්නායකතාව ඇත. Graphene ද දේශීය පරිසරය ඉදිරිපත් ප්ලාස්ටික් ගුණ වැඩි කළ හැක.

ඔක්සයිඩ් nanomaterial

ක්රියාකාරීව විද්යාඥයන් පර්යේෂණ හා graphene ව්යුහය එවැනි ඇතුළත හෝ කාබන් දැලක් දාර මත බව අණුවක සම්බන්ධ කර හෝ ඔක්සිජන් අඩංගු ක්රියාකාරී කාණ්ඩ (ව) ඇත. මෙම ඝන නැනෝ-ඔක්සයිඩ් වන වාණිජ නිෂ්පාදන අදියරට පැමිණ ඇති කරන ලද පළමු ද්විමාන පින්තූර, වේ. nano- හා ඉදිරිපත් සාම්පල සෙන්ටි මෙම ව්යුහය විද්යාඥයින් microparticles සිට.

මේ අනුව, කාබන් diofilizirovannym සංයෝජනය වන graphene ඔක්සයිඩ් මෑතකදී චීන විද්යාඥයින් ලබා ගන්නා ලදී. මෙම කුඩා මල් පෙති මත පවත්වනු ලබන ඉතා සැහැල්ලු ද්රව්ය සෙන්ටි ඝනය. නමුත් ලෝකයේ වඩාත් ඝන එකක් වන graphene ඔක්සයිඩ් වන මෙම නව ද්රව්යයක්.

ජෛව වෛද්ය අයදුම්පත්

Graphene ඔක්සයිඩ් තේරීම් අනන්ය දේපල ඇත. මෙම ද්රව්යය ජෛව වෛද්ය අයදුම් සොයා ගැනීමට ඉඩ ලබා දෙනු ඇත. ඒ නිසා, විද්යාඥයන් වැඩ ස්තුති පිළිකා හඳුනා ගැනීම සඳහා graphene ඔක්සයිඩ් භාවිතා කිරීමට හැකි විය. එහි සංවර්ධනයේ මුල් අදියරේ දී පිළිකා හඳුනාගත මෙම nanomaterial සුවිශේෂී ප්රකාශ හා විද්යුත් ගුණ ඉඩ ලබා දේ.

ද graphene ඔක්සයිඩ් ඖෂධ හා රෝග විනිශ්චය ඉලක්කගත බෙදාහැරීමේ හැක. මෙම ද්රව්ය පදනම මත අණුවක් අවධානය යොමු කරමින්, sorption biosensors වේ.

කාර්මික ෙයදවුම්

මෙම graphene ඔක්සයිඩ් මත පදනම් විවිධ sorbents ආසාදිත dezaktsivatsii ස්වාභාවික හා මිනිසා විසින් නිර්මාණය කරන ලද වස්තු අදාළ විය හැකියි. ක්රියාකාරී nanomaterial කට් භූගත හා මතුපිට ජලය, පස සැකසීමට හා radionuclide ඔවුන් ඉවත් කළ හැකිය.

graphene ඔක්සයිඩ පෙරහන් විශේෂ යෙදුම් සඳහා විද්යුත් උපකරණ නිපදවන superchistotoy ස්ථාන, ලබා දිය හැකිය. මෙම ද්රව්ය ද අනන්ය ලක්ෂණ දඩ රසායනික ක්ෂේත්රයේ තාක්ෂණය කරා ගෙනයන්න ඇත. විශේෂයෙන් ම, මෙම විකිරණශීලී විසිරුණු හා දුර්ලභ ලෝහ නිස්සාරණය විය හැක. මේ අනුව, graphene ඔක්සයිඩ් භාවිතය අඩු-ශ්රේණියේ ලෝපස් වලින් රන් ලබා ගැනීමට ඉඩ සලසයි.