23.04.2011 12:53
[#1]
Witamy w erze węgla
Zapewne wielu z was słyszało o grafenie, ale niekoniecznie się zastanawiało, co to może zmienić w naszym codziennym życiu za ileśtam lat. Tak więc cały ten wywód można na razie traktować jako czyste spekulacje (nazwijmy to sci-fi), lecz raczej jako "wizję jutra" niż dalekiej przyszłości.
Tak po krótce - grafen to po prostu najczystsza forma grafitu. W sumie grafit to mnóstwo drobnych siatek grafenowych. Grafen to siatka z połączonych atomów węgla o grubości własnie atomu wegla. Atomy są rozmieszczone w sposób podobny do plastra miodu (tworzą się heksagony), przez co ta "atomowa siatka" jest zbudowana w najwytrzymalszy znany przyrodzie kształt 2d. Dzieki temu, co potwierdziły eksperymenty, grafen jest ponad 100 razy wytrzymalszy od stali przemysłowej (choć są lepsze parametrami stale, choćby chromowa, ale to inna historia), ma kilkaset lepszą przewodność niż miedź i kilkadziesiąt niż arsenek galu. Przy tym ma sporą sprężystość - odgina się do 20% bez naruszenia struktury. Płytka grafenowa ma ekstremalną czułość - potrafi wykryć nawet atom helu, na dodatek go nie przepuścić. Co prawda do niedawna koszty wytworzenia kawałka wielkości ziarna piasku wynosiło kilkadziesiąt tysięcy dolarów (metody laboratoryjne), ale amerykanie, koreańczycy a w tym roku polacy odkryli technologie umożliwiające pozyskanie wiekszych kawałków grafenu. Obecnie szacuje się że podobny kawałek kosztowałby po kosztach produkcji kilkadziesiąt dolarów. Technologia dalej droga, ale różnica jest widoczna nawet dla laika.
Co ciekawe pozyskany różną metodą grafen może mieć cechy przewodnika, półprzewodnika lub izolatora, a przy tym posiada bardzo małą oporność (poza izolatorem, gdzie sytuacja jest odwrotna). Na dodatek jest doskonałym przewodnikiem ciepła i ma wysoką wytrzymałość termiczną (proponuje zainteresowanym sprawdzić temperaturę topnienia węgla). jakby tego mało było grafen jest praktycznie przeźroczysty (zatrzymuje niecałe 3% przepuszczonego przez niego światła), doskonale się polaryzuje i ma jeszcze parę innych zalet, o których teraz już nie pamiętam. Materiał żywcem wzięty ze sci-fi.
Osobiście myślę że materiał ten ma szanse wyprzeć nie jeden, ale sporą ilość, obecnie stosowanych materiałów. I to nie tylko w "czystej postaci", gdyż dodatkowo grafen znakomicie się wiąże w strukturach polimerowych (tworzywa sztuczne). Przez co takie tworzywa mogą zagrozić kevlarowi czy teflonowi. Praktycznie można więc go zastosować do wszystkiego - od sprzętów kuchennych (nietłukące się naczynia czy obudowy sprzętów AGD) poprzez wszelkiej maści elektronikę (IBM już pracuje nad procesorem grafenowym na diamentowej płytce) po kadłuby statków kosmicznych. Oczywiście zapewne znajdzie zastosowanie także w militariach, bo aż się o to prosi ten materiał.
A jak wy się zapatrujecie na ten temat?
Tak po krótce - grafen to po prostu najczystsza forma grafitu. W sumie grafit to mnóstwo drobnych siatek grafenowych. Grafen to siatka z połączonych atomów węgla o grubości własnie atomu wegla. Atomy są rozmieszczone w sposób podobny do plastra miodu (tworzą się heksagony), przez co ta "atomowa siatka" jest zbudowana w najwytrzymalszy znany przyrodzie kształt 2d. Dzieki temu, co potwierdziły eksperymenty, grafen jest ponad 100 razy wytrzymalszy od stali przemysłowej (choć są lepsze parametrami stale, choćby chromowa, ale to inna historia), ma kilkaset lepszą przewodność niż miedź i kilkadziesiąt niż arsenek galu. Przy tym ma sporą sprężystość - odgina się do 20% bez naruszenia struktury. Płytka grafenowa ma ekstremalną czułość - potrafi wykryć nawet atom helu, na dodatek go nie przepuścić. Co prawda do niedawna koszty wytworzenia kawałka wielkości ziarna piasku wynosiło kilkadziesiąt tysięcy dolarów (metody laboratoryjne), ale amerykanie, koreańczycy a w tym roku polacy odkryli technologie umożliwiające pozyskanie wiekszych kawałków grafenu. Obecnie szacuje się że podobny kawałek kosztowałby po kosztach produkcji kilkadziesiąt dolarów. Technologia dalej droga, ale różnica jest widoczna nawet dla laika.
Co ciekawe pozyskany różną metodą grafen może mieć cechy przewodnika, półprzewodnika lub izolatora, a przy tym posiada bardzo małą oporność (poza izolatorem, gdzie sytuacja jest odwrotna). Na dodatek jest doskonałym przewodnikiem ciepła i ma wysoką wytrzymałość termiczną (proponuje zainteresowanym sprawdzić temperaturę topnienia węgla). jakby tego mało było grafen jest praktycznie przeźroczysty (zatrzymuje niecałe 3% przepuszczonego przez niego światła), doskonale się polaryzuje i ma jeszcze parę innych zalet, o których teraz już nie pamiętam. Materiał żywcem wzięty ze sci-fi.
Osobiście myślę że materiał ten ma szanse wyprzeć nie jeden, ale sporą ilość, obecnie stosowanych materiałów. I to nie tylko w "czystej postaci", gdyż dodatkowo grafen znakomicie się wiąże w strukturach polimerowych (tworzywa sztuczne). Przez co takie tworzywa mogą zagrozić kevlarowi czy teflonowi. Praktycznie można więc go zastosować do wszystkiego - od sprzętów kuchennych (nietłukące się naczynia czy obudowy sprzętów AGD) poprzez wszelkiej maści elektronikę (IBM już pracuje nad procesorem grafenowym na diamentowej płytce) po kadłuby statków kosmicznych. Oczywiście zapewne znajdzie zastosowanie także w militariach, bo aż się o to prosi ten materiał.
A jak wy się zapatrujecie na ten temat?
23.04.2011 13:24
[#3]
Re: Witamy w erze węgla
@Solo Kazuki, post #1
Myślę, że Twoje przemyślenia się sprawdzą. To nieuniknione.
Generalnie przy tworzeniu tkich czy innych materiałów, przy okazji, wynajduje się inne, równie niesamowite.:)
PRzed ludźmi jeszcze sporo do odkrycia. Wiecie, my mamy pecha, przynajmniej wg Chińczyków, gdyż wydaje mi się, iż zyjemy w cholernie ciekawych czasach. Najciekawszych w histroii ludzkości........
To na jaki poziom krzem wywindował ludzkość w ostatnich dziesięcioleciach, 60 lat temu było wręcz niewyobrażalne. Nikt tego ie mógł przewidzieć.
Gdy po praz pierwszy zobaczyłem Keystone KApers nie byłem w stanie wyobrazić sobie takeigo Killzone 3. Niemożliwe, po prostu. Banalny przykład, acz podobnie nie jesteśmy sobie obecnie wyobrazić z jaką technologią będziemy mieć doczynienia za kolejne 27 lat :)
No chyba, że przyjdzie czas na kamienie............do rzucania.:)
Generalnie przy tworzeniu tkich czy innych materiałów, przy okazji, wynajduje się inne, równie niesamowite.:)
PRzed ludźmi jeszcze sporo do odkrycia. Wiecie, my mamy pecha, przynajmniej wg Chińczyków, gdyż wydaje mi się, iż zyjemy w cholernie ciekawych czasach. Najciekawszych w histroii ludzkości........
To na jaki poziom krzem wywindował ludzkość w ostatnich dziesięcioleciach, 60 lat temu było wręcz niewyobrażalne. Nikt tego ie mógł przewidzieć.
Gdy po praz pierwszy zobaczyłem Keystone KApers nie byłem w stanie wyobrazić sobie takeigo Killzone 3. Niemożliwe, po prostu. Banalny przykład, acz podobnie nie jesteśmy sobie obecnie wyobrazić z jaką technologią będziemy mieć doczynienia za kolejne 27 lat :)
No chyba, że przyjdzie czas na kamienie............do rzucania.:)