Graphene! วัสดุมหัศจรรย์แห่งพรุ่งนี้ (TSLA) Investopedia

What's Graphene And Why It'll Soon Take Over The World (พฤศจิกายน 2024)

What's Graphene And Why It'll Soon Take Over The World (พฤศจิกายน 2024)
Graphene! วัสดุมหัศจรรย์แห่งพรุ่งนี้ (TSLA) Investopedia

สารบัญ:

Anonim

ปีที่แล้ว บริษัท Tesla Motors Inc (TSLA TSLATesla Inc 302 78-1. 08% สร้างโดย Highstock 4. 2. 6 ) ประกาศว่าจะเริ่มผลิต สายการผลิตแบตเตอรี่ระบบที่อยู่อาศัยและพาณิชยกรรมของตนเองรวมถึงการดำเนินการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับเทคโนโลยีแบตเตอรี่เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของรถยนต์ไฟฟ้า หนึ่งในแง่มุมที่น่าตื่นเต้นที่สุดของงานวิจัยนี้คือการใช้ประโยชน์จากกราฟีนซึ่งเป็นเอกลักษณ์ของอะตอมของคาร์บอนที่สร้างชั้นสองมิติเช่นรังผึ้ง การกำหนดรูปแบบอื่น ๆ ของคาร์บอน ได้แก่ กราไฟท์เพชรเพชรและถ่าน

กราฟีนเป็นที่ยกย่องว่าเป็นวัตถุมหัศจรรย์ซึ่งมีความแข็งแรงสูงกว่าเหล็กประมาณ 100 เท่าที่น้ำหนักเศษส่วน ในอดีตวัสดุนี้เป็นเรื่องยากมากและมีราคาแพงในการผลิตและถูกนำมาใช้เป็นหลักในการใช้งานเฉพาะในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ในความเป็นจริงมันไม่ได้โดดเดี่ยวจนถึงปีพ. ศ. 2547 อย่างไรก็ตามปัจจุบันมีการทดสอบวิธีการใหม่ ๆ และง่ายในการผลิตกราไฟท์จำนวนมากและการใช้งานที่เป็นไปได้มีแนวโน้มที่จะก่อกวนในหลายอุตสาหกรรม

999 แบตเตอรี่ Tesla เป็นหนึ่งใน บริษัท และมหาวิทยาลัยจำนวนมากที่ค้นคว้าว่า graphene สามารถใช้เพื่อแก้ปัญหาเกี่ยวกับขนาดและประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ได้อย่างไร การใช้ graphene กับเซลล์แบตเตอรี่สามารถเพิ่มความสามารถและความเร็วในการชาร์จและการจ่ายกระแสไฟฟ้าได้อย่างมากเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีสมัยใหม่ปัจจุบันทำให้ชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้เร็วกว่าถึง 10 เท่า นอกจากนี้ Graphene ยังสามารถลดขนาดของแบตเตอรี่โดยการเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานอย่างมาก การรวมกันของการชาร์จแบตเตอรี่ขนาดเล็กลงจะเป็นการปรับปรุงอย่างมากสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคโทรศัพท์มือถือและยานพาหนะไฟฟ้า (สำหรับการอ่านที่เกี่ยวข้องโปรดดู:

การลงทุนด้านเทคโนโลยีแบตเตอรี่ใหม่

โอกาส )

เซลล์แสงอาทิตย์

กราฟีนไม่ได้เป็นประโยชน์ในการใช้พลังงานจากแบตเตอรี่เท่านั้น แต่ยังช่วยปรับปรุงสถานะของแผงโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์ด้วย การสะท้อนของรังสีดวงอาทิตย์ที่พื้นผิวของแผงโซลาร์เซลล์เป็นปัญหาใหญ่ในปัจจุบันเนื่องจากการแรเงาพวกเขาด้วยวิธีใดก็ตามจะลดปริมาณพลังงานที่พวกมันสามารถผลิตได้ การเพิ่มชั้นของ graphene ทำหน้าที่เป็นสารเคลือบป้องกันการสะท้อนแสงที่ช่วยให้พลังงานของแสงส่วนใหญ่สามารถผ่านเข้าไปแปลงเป็นไฟฟ้าได้ การวิจัยแสดงให้เห็นว่า graphene สามารถลดการสะท้อนแสงได้ 15 - 35%

ทรานซิสเตอร์

ทรานซิสเตอร์เป็นประตูลอจิกที่ปิดการทำงานของไมโครชิปและกระตุ้นการปฏิวัติของคอมพิวเตอร์ วันนี้กฎหมายของมัวร์ได้คาดการณ์ว่าจำนวนทรานซิสเตอร์ที่สามารถติดตั้งบนชิปจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุกๆ 18 เดือนและการคาดการณ์ได้เกิดขึ้นแล้วขณะนี้เทคโนโลยีกำลังผลักดันขีด จำกัด ของซิลิคอนให้เป็นสารตั้งต้นในการสร้างเซมิคอนดักเตอร์ซึ่งหมายความว่ากฎหมายมัวร์อาจไม่สามารถถือครองได้อีกต่อไป Graphene อาจใช้แทนซิลิกอนเพื่อให้ความหนาแน่นของทรานซิสเตอร์มากยิ่งขึ้น นักวิจัยจาก MIT และที่อื่น ๆ กำลังมองหาวิธีการสร้างไมโครชิปที่ทำจาก graphene (

.

. การประยุกต์ใช้ทางการแพทย์ การใช้งานด้านการแพทย์สำหรับ graphene ได้แก่ วิศวกรรมเนื้อเยื่อ การพิมพ์สามมิติและวิธีการปลูกอวัยวะอื่น ๆ ขึ้นอยู่กับเมทริกซ์ที่ทนทานต่อการเจริญเติบโตของเซลล์ การเพิ่มอนุภาคนาโนของ graphene ลงในวัสดุที่มีอยู่ได้รับการแสดงเพื่อปรับปรุงความแข็งแรงของโครงสร้าง

Graphene ถูกนำมาแสดงโดยเซลล์ที่เฉพาะเจาะจงรวมถึงเซลล์มะเร็งทำให้เป็นเวกเตอร์ที่มีศักยภาพสำหรับการจัดส่งยาที่กำหนดเป้าหมาย กำลังทำการทดลองเพื่อดูว่าสามารถใช้รักษามะเร็งปอดได้หรือไม่ สารนี้ยังแสดงให้เห็นถึงการเพิ่มปฏิกิริยาลูกโซ่โพลิเมอร์หรือ PCR ซึ่งเป็นวิธีที่ใช้ในการจัดลำดับจีโนมและระบุยีน

กราฟด้านล่าง

กราฟีนเป็นคำที่เราน่าจะได้ยินมากขึ้นเนื่องจากนักวิจัยจากทั่วโลกเริ่มศึกษาวัสดุคาร์บอนที่ไม่ซ้ำกันนี้ นอกเหนือจากข้างต้นแล้วมีการใช้ทางเลือกอื่น ๆ สำหรับ graphene ซึ่งรวมถึงการใช้เป็นสารหล่อลื่นในการตรวจจับแสงอินฟราเรดเพื่อพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้เช่นเทคโนโลยีการกรองน้ำและการเคลือบน้ำ ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าจะมีการระบุและนำไปใช้ในการผลิตมากยิ่งขึ้น