O grafeno é uma substância biodegradável composto de carbono puro, uma folha de átomos de favo de mel estruturado um grosso embalado com oportunidades estupendas. Estudos recentes explorado seu potencial e suas propriedades surpreendentes em breve poderá ajudar a revolucionar a tecnologia do dia-a-dia. Por exemplo, o grafeno-construídos supercapacitores pode carregar e descarregar cem a mil vezes mais rápido do que as baterias convencionais . Antenas construídas de grafeno permitirá surpreendentemente rápidos terabit downloads sem fio . Desde que o seu potencial fotovoltaico, que pode ser usado para construir a próxima geração de células solares , muito eficientes do que as actualmente em uso.
Químico alemão Hanns-Peter Boehm , que foi pioneiro de pesquisa grafeno, cunhou o termo pela primeira vez, como combinação de grafite eo sufixo-eno. Físicos da Universidade de Manchester e do Instituto de Microeletrônica Tecnologia, Chernogolovka, Rússia, foram os primeiros a isolar individuais planos de grafeno usando fita adesiva em 2004. Depois disso, descobertas surpreendentes dos físicos evocado interesse exponencial entre os entusiastas da ciência. O Prêmio Nobel de Física em 2010 "para experiências inovadoras sobre o grafeno material bidimensional" foi concedido a Andre Geim e Konstantin Novoselov, da Universidade de Manchester.
Grafeno para ultra-rápidas taxas de transferência de dados
Imaginem o backup de todos os dados no disco rígido do seu PC - aqueles filmes em HD, coleções de música e tudo mais que você recheado de lá, para outro sistema, LY-fio, dentro de alguns segundos! Parece bom demais para ser verdade, mas o grafeno pode tornar isso possível. Teoricamente, antenas construídas usando grafeno pode transferir dados a uma velocidade de até 100 terabits por segundo , pesquisadores da Georgia Tech calculado recentemente. Ian Akyildiz , diretor do laboratório de redes de banda larga sem fio na Georgia Tech disse:
"É um volume gigantesco de largura de banda. Hoje em dia, se você tentar copiar tudo de um computador para outro sem fio, leva horas. Se você tem isso, você pode fazer tudo em um segundo boom ".
Usando antena grafeno, especulou taxas de transferência de dados são de um terabit por segundo a uma distância de cerca de um metro, enquanto pesquisadores afirmam estes irão inflacionar a distâncias mais curtas, dizer a alguns centímetros de você será capaz de transferir dados a uma velocidade de 100 terabits por segundo . Grafeno tem quase nenhuma resistência em comparação com o silício, para que os electrões se move através dele 50-500 vezes mais depressa do que o silício. E isso não é tudo isso, antenas de grafeno também pode ser usado para conexões sem fio mais rápidas entre os componentes em nanoescala em chips, uma vez que pode ser construído em micro-escala. Isso pode fazer antenas de fio de metal em uso atualmente um dia obsoleto.
Pesquisadores da Georgia Tech estão ansiosos para construir um protótipo em um ano, informoutechnologyreview .
Supercapacitores grafeno como a substituição das baterias convencionais
Gadgets estão ficando menores e por isso são tecnologias associadas, mas de armazenamento de energia de unidades - as baterias e capacitores parecem ter ficado para trás. Baterias químicas atualmente no comando uso lento e descarregar muito rápido, um problema enfrentado por todos nós. Como solução para esse problema, pesquisadores da UCLA já vêm com o grafeno-construídos super-capacitores para manter-se com esta revolução miniaturização . Surpreendentemente, estes dispositivos podem carregar e descarregar de cem a mil vezes mais rápido do que as baterias padrão , podem ser fabricados facilmente e rapidamente integrado em dispositivos pequenos. Como o grafeno é apenas uma espessa átomo, é perfeitamente adequado para circuitos como miniaturizados como eles podem chegar.
Publicado em dezembro de 2012, recursos de vídeo seguintes Richard Kaner, professor de química e bioquímica, e Maher El-Kady, um estudante de pós-graduação no laboratório Kaner falando sobre suas descobertas:
O que é interessante é que os pesquisadores foram capazes de fabricar micro super-capacitores com um gravador de DVD consumidor da classe e eles fizeram isso muito rapidamente. Com tal método de fabricação de um fácil e de baixo custo, a produção em massa destes super-capacitores pode ser possível e em tarifas mais baratas em comparação com os preços atuais. El-Kady explica,
"Os métodos tradicionais para a fabricação de micro-supercapacitores envolvem trabalho intensivo técnicas litográficas que provaram difícil para a construção de custo-benefício dispositivos, limitando assim sua aplicação comercial. Em vez disso, usamos um consumidor da classe gravador de DVD LightScribe para produzir grafeno micro-supercapacitores em grandes áreas em uma fração do custo dos aparelhos tradicionais. Usando esta técnica, temos sido capazes de produzir mais de 100 micro-supercapacitores num único disco, em menos de 30 minutos, utilizando-se materiais mais baratos. "
Supercapacitores grafeno certamente vai resolver os problemas que enfrentamos quando as baterias em nossos gadgets ir para baixo, seja nosso celulares ou carros elétricos. Não esquecer o tempo surpreendentemente baixo de carga exigida. Além disso, não é apenas biodegradáveis, mas também compostável, contra as baterias convencionais, que consistem de produtos químicos tóxicos.
Grafeno para células solares eficientes
Recentemente, pesquisadores demonstraram potencial fotovoltaico do grafeno . É especialmente eficiente na geração de elétrons sobre a absorção de luz e, portanto, é um candidato adequado para sensores de geração de luz e células solares .
Tradicionalmente, os materiais que estão sendo utilizados para a geração de energia fotovoltaica são silício e arseneto de gálio. Sobre a absorção de luz, o fotão para conversão de electrões ração é de 1:1. Considerando que, de um único fóton contém mais energia do que um elétron, o que implica maior parte da energia solar que está sendo perdida na forma de calor.
Os pesquisadores descobriram que, para cada fóton absorvido, o grafeno gera múltiplos elétrons capazes de conduzir corrente. Isto implica que o grafeno pode ser usado para a fabricação de dispositivos fotovoltaicos mais eficientes do que as actualmente em uso. Células de silício têm um limite de eficácia teórica de cerca de 30 por cento enquanto que as células solares feitas de grafeno pode ter um limite teórico de mais de 60 por cento.Resultados do estudo foram publicados na revista Nature Physics .
Embora essas descobertas surpreendentes pode não encontrar aplicação prática em breve e os pesquisadores ainda estão para descobrir suas limitações e falhas possíveis, um dia grafeno pode muito bem revolucionar a indústria de energia solar para o bem da humanidade, facilitar-nos com supercapacitores e fazer ultra-altas de dados sem fio taxas de transferência de possível.
As fontes incluem: Wikipedia , UCLA , Technologyreview
Imagem destaque: Wikimedia Commons.
Site os Vigilantes.
A estrutura cristalina de grafeno ideal é uma grelha hexagonal.
Nenhum comentário:
Postar um comentário