Grafeno, su producción, propiedades y aplicaciones en electrónica, etc..
Grafeno, su producción, propiedades y aplicaciones en electrónica, etc..
El grafeno es el material más fuerte de la Tierra. 300 veces más fuerte que el acero. Lámina de grafeno con un área de un metro cuadrado y un espesor de un solo átomo, capaz de sostener un objeto con una masa de 4 kilogramos. Grafeno, como la tela se puede doblar, doblez, tramo. Toalla de papel rota en sus manos. Con el grafeno eso no sucederá.
Propiedades y beneficios del grafeno
Las propiedades físicas del grafeno
Otras formas de carbono: grafeno, reforzado - refuerzo de grafeno, carbino, diamante, fullereno, nanotubo de carbono, "Vickery".
Descripción del grafeno:
El grafeno es una forma alotrópica bidimensional de carbono en la que los átomos de la red cristalina hexagonal forman una capa de un átomo de espesor.. Los átomos de carbono en el grafeno hay enlaces sp2 interconectados. El grafeno es literalmente un asunto tejido.
El carbono tiene muchos alótropos. Algunos, por ejemplo, diamante y grafito, han sido conocidos desde hace mucho tiempo, mientras que otros se han descubierto relativamente recientemente (10-15 hace años que) - fullerenos y nanotubos de carbon. Cabe señalar que conocido desde hace muchas décadas, el grafito es una pila de hojas de grafeno, es decir, contiene múltiples planos de grafeno.
Sobre la base de los materiales de grafeno obtenidos: óxido de grafeno, un hidruro de grafeno (llamado grafano) y fluorografía (el producto de la reacción del grafeno con flúor).
El grafeno tiene propiedades únicas que permiten su uso en varios campos..
Propiedades y beneficios del grafeno:
- el grafeno es el material más fuerte de la Tierra. 300 veces más fuerte que acero. Lámina de grafeno con un área de un metro cuadrado y un espesor de un solo átomo, capaz de sostener un objeto con una masa de 4 kilogramos. Grafeno, como la tela se puede doblar, doblez, tramo. Toalla de papel rota en sus manos. Con el grafeno no pasará
- gracias a una estructura bidimensional de grafeno, es un material muy versátil que se puede utilizar, por ejemplo, para tejer hebras de cuerda y otras estructuras. Mientras que el grafeno delgado “cuerda” en fuerza será similar a la cuerda de acero gruesa y pesada,
en ciertas circunstancias, el grafeno activa otra habilidad que le permite “sanar” los “agujeros” en su estructura cristalina en caso de daño
- el grafeno tiene una conductividad eléctrica más alta. El grafeno casi no tiene resistencia. Desde el grafeno hasta 70 veces la movilidad de los electrones es mayor que eso de silicio. La velocidad de los electrones en el grafeno es 10 000 km / s, aunque en un conductor convencional, la velocidad de los electrones de orden 100 em.
- tiene una alta capacitancia. La energía específica del grafeno se acerca 65 kW * h / kg; Esta figura es 47 tiempos que son tan comunes hoy en día iones de litio pilas,
- tiene una alta conductividad. Está 10 veces teploprovodna cobre,
- transparencia óptica total típica. Absorbe solo 2.3% de la luz,
- La película de grafema pasa las moléculas de agua y retrasa así a todos los demás., para que puedas usarlo como filtro de agua,
el material más ligero. 6 veces pluma más ligera
- inercia al medio ambiente,
- absorbe los desechos radiactivos
- debido al movimiento browniano (fluctuaciones térmicas) de átomos de carbono en la hoja de grafeno, este último es capaz de “Produce” energía eléctrica,
- es la base para el ensamblaje de varios materiales bidimensionales independientes heteroestructuras en capas bidimensionales
- cuando el flujo de agua salada sobre una hoja de grafeno, esta última es capaz de generar energía eléctrica al convertir la energía cinética del flujo de agua salada en electricidad (el llamado efecto electrocinético).
Las propiedades físicas del grafeno *:
| Nombre del parámetro: | Valor: |
| La longitud de enlace C – C, Nuevo Méjico | 0,142 |
| Densidad, mg / m2 | 0,77 |
| La superficie específica, m2 / g | 2630 |
| Movilidad de electrones, cm2 /(Con) | De 1.5 × 104 |
| El módulo de Young, TPA | 1 |
| Conductividad térmica, W /(m K) | De 5.1 × 103 |
| Permeabilidad óptica | 0,977 |
* a temperatura ambiente.
Obtención de grafeno:
Los principales métodos de producción de grafeno son:
- exfoliación micromecánica de capas de grafito (Método Novoselov - método de cinta adhesiva). Se colocó una muestra de grafito entre las tiras de cinta y consistentemente otras capas de fluxivaet hasta que quedó la última capa delgada compuesta de grafeno.,
- dispersión de grafito en medios acuosos,
- exfoliación mecánica;
- crecimiento epitaxial en el vacío;
- enfriamiento de vapor químico (Proceso de CVD),
- el método de "exudación" de carbono a partir de soluciones de los metales o por descomposición de carburos.
Obtener grafeno en casa:
Es necesario llevar una batidora de cocina con una capacidad de al menos 400 vatios. En el bol de una licuadora verter 500 ml de agua, agregando el líquido de cualquier 10-25 mililitros de detergente y 20-50 gramos de lápiz de pizarra triturada de un lápiz. Entonces la licuadora debe trabajar desde 10 minutos a una hora hasta la aparición de una suspensión de copos de grafeno. El material resultante poseerá una alta conductividad que permitirá su uso en los electrodos de las células solares.. También producido en un entorno doméstico, el grafeno es capaz de mejorar las propiedades del plástico.
El uso de grafeno:
- energía solar
- tratamiento de aguas, filtración de agua, desalación de agua de mar,
- electrónica (Monitores LCD, transistores, circuitos integrados,etc.)
- en baterías y fuentes de energía. La batería de grafeno permite que el coche supere sin necesidad de recargar 1000 km, el tiempo de carga no es más de 16 segundos
- medicamento. Los científicos han descubierto que las escamas de grafeno de óxido de grafeno aceleran la reproducción de las células madre y la regeneración de las células óseas.,
- la creación de supercompuestos,
- purificación de agua de contaminación radiactiva. El óxido de grafeno elimina rápidamente las sustancias radiactivas del agua contaminada. Las escamas de óxido de grafeno se unen rápidamente a los radionúclidos naturales y artificiales y los condensan y los convierten en sólidos.. En sí, las escamas son solubles en líquidos y se producen fácilmente a escala industrial..
