Hvad er grafen?

Graphene er en betegnelse for en speciel struktur eller en allotrope carbonatomer, hvor de selv samler sig selv i dobbeltbundne seks carbonatomringe i to dimensionelle ark.I en atomskala ligner grafen strukturen af kyllingetråd eller strukturen af et kædeledhegn og er en gentagende to-dimensionel struktur, der, når den er foldet til cylindre, er kendt som et kulstofnanorør, eller når det er formet til en kugle, omtales ofte som en buckyball eller fulleren.Et af de mest almindelige områder, hvor grafenplader eksisterer naturligt og produceres i små mængder, er i det, der ofte er mærket som blyblyanter, der gnider af ark af kulstofgitteret fra blyantpunktet, når det er slidt mod papir, hvilket efterlader velkendte blyantmærker.

Både grafitiske materialer og forskning i grafenteknologi betragtes som så vigtige i det 21. århundrede, at det vandt to britiske forskere ved University of Manchester Nobelprisen i fysik i 2010. Andre Geim, en hollandsk-russiskFysiker og Konstantin Novoselov, en russo-britisk fysiker, opdagede en praktisk metode til at producere enkelt atomlag af grafen.Anvendelser til atomlag af grafen spænder spektret fra meget tætte former for datalagring i computere til ultrakapacitatorer til opbevaring af elektrisk energi og fleksible solceller, der kunne erstatte vanskelige at arbejde med silicium.Den unikke to-dimensionelle form af grafenark gør dem også nyttige i partikelfysikforskning på nukleare acceleratorfaciliteter, hvor de kan have en hvilemasse på nul, så de kan udvise træk ved Heisenberg-usikkerhedsprincippet, når de bombarderes af relativistiske elektronstrømme. De mange potentielle kommercielle anvendelser til grafen har ført til en stabil stigning i offentliggjorte artikler af det videnskabelige samfund.Fra 2011 er der indgivet over 25.000 forskningsartikler og patenter til grafenapplikationer med det årlige gennemsnitlige spring fra 157 i 2004 til over 2.500 papirer i 2010. Udviklingen inden for grafenfotonik og optoelektronikenheder er et af de mest lovende felter, der undersøges.Dette skyldes, at materialet kan forbedre effektiviteten af lysemitterende diode (LED) paneler, der bruges i alt fra computer- og tv -skærme til lyssensorer.Grafen ville gøre sådanne skærme fleksible og mere holdbare og erstatte behovet for at bruge sjældne og til tider giftige metaller i deres fremstilling, såsom platin og indium.

En af de vigtigste egenskaber ved grafen, der ville gøre det nyttigt som en fleksibel berøringsskærm tilEn automatiseret tellermaskine (ATM) eller solcelle er, at den kan være både gennemsigtig til passage af lys og en effektiv elektrisk leder på samme tid.Det var ikke, før Nobelprisen i fysik blev tildelt i 2010, at en nem måde at fremstille store mængder af enkelt atomlag af materialet var mulig.Siden offentliggørelsen af fremstillingsmetodikken fra University of Manchester-forskere har sydkoreanske forskere fundet en måde at skalere processen til at fremstille ark af det materiale, der kan bruges til standardstørrelse computer- og tv-displayskærme.