Graphene là gì?

Graphene là một thuật ngữ cho một cấu trúc đặc biệt hoặc phân bổ các nguyên tử carbon trong đó chúng tự lắp ráp thành sáu vòng nguyên tử carbon liên kết đôi trong hai tấm hai chiều.Ở quy mô nguyên tử, graphene giống như cấu trúc của dây gà hoặc của hàng rào liên kết chuỗi, và là một cấu trúc hai chiều lặp lại, khi được gấp lại thành hình trụ, được gọi là ống nano carbon, hoặc khi được định hình thành một hình cầu, thường được gọi là Buckyball hoặc Fullerene.Một trong những khu vực phổ biến nhất nơi các tấm graphene tồn tại một cách tự nhiên và được sản xuất với một lượng nhỏ nằm trong những gì thường bị dán nhãn sai là bút chì chì, loại bỏ các tấm mạng carbon từ điểm bút chì khi nó bị mài mòn trên giấy, để lại dấu bút chì quen thuộc.

Cả hai vật liệu graphit và nghiên cứu về công nghệ graphene đều được coi là rất quan trọng trong thế kỷ 21 đến nỗi họ đã giành được hai nhà nghiên cứu có trụ sở tại Vương quốc Anh tại Đại học Manchester, giải thưởng Vật lý Nobel năm 2010. Andre Geim, một người Hà Lan-Nga-NgaNhà vật lý, và Konstantin Novoselov, một nhà vật lý học tiếng Anh, đã phát hiện ra một phương pháp thực tế để sản xuất các lớp graphene nguyên tử đơn.Các ứng dụng cho các lớp nguyên tử của graphene trải rộng quang phổ từ các dạng lưu trữ dữ liệu rất dày đặc trong máy tính đến siêu âm để lưu trữ năng lượng điện và pin mặt trời linh hoạt có thể thay thế khó hoạt động với silicon.Hình dạng hai chiều độc đáo của các tấm graphene cũng làm cho chúng hữu ích trong nghiên cứu vật lý hạt tại các cơ sở gia tốc hạt nhân, nơi chúng có thể có khối lượng không có gì, cho phép chúng thể hiện các đặc điểm của nguyên tắc không chắc chắn Heisenberg khi bị bắn phá bởi các luồng điện tử tương đối.Nhiều ứng dụng thương mại tiềm năng cho graphene đã dẫn đến sự gia tăng ổn định trong các bài báo được công bố của cộng đồng khoa học.Tính đến năm 2011, hơn 25.000 tài liệu nghiên cứu và bằng sáng chế đã được nộp cho các ứng dụng graphene, với bước nhảy trung bình hàng năm từ 157 năm 2004 lên hơn 2.500 bài báo trong năm 2010. Sự phát triển trong các thiết bị quang học graphene và quang điện tử là một trong những lĩnh vực hứa hẹn nhất được nghiên cứu.Điều này là do vật liệu có thể cải thiện hiệu quả của các bảng diode phát sáng (LED) được sử dụng trong mọi thứ, từ màn hình máy tính và truyền hình đến cảm biến ánh sáng.Graphene sẽ làm cho các màn hình như vậy linh hoạt và bền hơn, và thay thế nhu cầu sử dụng kim loại hiếm và đôi khi độc hại trong sản xuất của chúng, chẳng hạn như bạch kim và indium.Một máy thu thập tự động (ATM) hoặc pin mặt trời là nó có thể vừa trong suốt cho việc đi qua ánh sáng vừa là một dây dẫn điện hiệu quả cùng một lúc.Tuy nhiên, cho đến khi giải thưởng Nobel về vật lý được trao vào năm 2010, tuy nhiên, một cách dễ dàng sản xuất một lượng lớn các lớp nguyên tử đơn lẻ của vật liệu là có thể.Kể từ khi công bố phương pháp sản xuất của các nhà nghiên cứu của Đại học Manchester, các nhà khoa học của Hàn Quốc đã tìm ra cách mở rộng quy trình để sản xuất các tấm vật liệu có thể được sử dụng cho màn hình hiển thị máy tính và truyền hình có kích thước tiêu chuẩn.