Was ist Graphen?

Der Fehler liegt in seinen außergewöhnlichen und beispiellosen Eigenschaften: Es ist unglaublich widerstandsfähig (200-mal stärker als Stahl), flexibel, leicht und transparent, es ist auch ein ausgezeichneter thermischer und elektrischer Leiter und hat die Fähigkeit, Daten 10-mal schneller zu übertragen als das optische Faser.
Seine Entwicklung wurde von der wissenschaftlichen Gemeinschaft ausgezeichnet und verlieh 2010 den renommierten Nobelpreis für Physik an zwei Wissenschaftler, [color = rgb (11,0,128)] Andréy Gueim [/color] [color = rgb (37, 37,37)] und [/ Farbe] [Farbe = rgb (11,0,128)] Konstantín Novosiólov [/ Farbe]; Obwohl dieses Material seit mehr als 5 Jahrzehnten bekannt ist, wurde es 2004 von diesen beiden Wissenschaftlern russischer Herkunft synthetisiert.
Wenn Sie noch nie von diesem Material gehört haben, haben Sie sicherlich Bilder von flexiblen Mobiltelefonen gesehen, die am Handgelenk aufrollbar sind, oder Computerbildschirmen, die Licht durchlassen, mit einer Dicke, die für das menschliche Auge kaum wahrnehmbar ist. Dies ist es, was Graphen in die Technologie einbringen könnte, eine Revolution, die sich nicht quantifizieren lässt. Unvermeidlich, an futuristische Filme wie Minority Report zu denken.
Was ist Graphen und woher stammt es?Graphen wird aus Kohlenstoff gewonnen und besteht aus Atomen, die einer hexagonalen Struktur folgen. Ähnlich wie Graphit übertrifft Graphen mit nur einem Atom Dicke die Härte von Diamant und weist für ein Material mit dieser Festigkeit eine ungeeignete Biegefähigkeit auf.
Woher wird Graphen gewonnen?Es gibt verschiedene Techniken, die derzeit für die Synthese von Graphen verwendet werden. Die Gewinnung kleiner Proben scheint einfach, und die gebräuchlichste Methode ist die Extraktion mit einem einfachen Klebeband als Werkzeug, wobei dünne Graphitschichten extrahiert werden, bis Graphen gewonnen wird, eine Schicht dick ein Molekül.
In der Industrie wird Graphen durch Anwendung verschiedener Verfahren gewonnen:

• Durch ein Methangas wird es dank der Verwendung eines CVD-Reaktors umgewandelt, wodurch das Gas in Graphenschichten umgewandelt wird.

• Verwenden eines Ultraschallreinigers. Graphit wird oxidiert, um Graphitoxid zu erhalten, ein Pulver, das in Wasser suspendiert ist und dank Ultraschallreiniger die verschiedenen Graphenschichten trennt.

Das Problem bei Graphen liegt in den hohen Kosten, die mit seiner großtechnischen Herstellung verbunden sind. Bei den unterschiedlichen Verfahren geht die Reinheit von Graphen gegenläufig zur Produktionsmenge: Je mehr Mengen Graphen aus dem gleichen Prozess gewonnen werden, desto mehr Verunreinigungen entstehen daraus.
Graphen wird aus Kohlenstoff hergestellt, einem reichlich vorhandenen Material. Es ist unglaublich, dass dieses Material mit einem einfachen Stift erhalten werden kann. So einfach und so komplex zugleich. Die Suche und die Erkenntnisse in Sachen Synthese und die Fähigkeit seiner Verfahren, große Mengen zu vernünftigen Kosten zu erhalten, werden den Erfolg und die tägliche Verwendung dieses fabelhaften Materials markieren, das uns Fortschritte bringen würde, und in verschiedenen Bereichen der Forschung und Industrie.
Siehe unten die möglichen Verwendungen von Graphen:

• Flexible und viel stoßfestere Mobiltelefone

• Höhere Internetgeschwindigkeit. Dank seiner hervorragenden Eigenschaften als Energie- und Informationsleiter.

• Batterien mit Graphenelektroden für Telefonbatterien, die 10 Mal länger halten als eine Lithiumbatterie und die sich mit erstaunlicher Geschwindigkeit aufladen. Höhere Tragfähigkeit bei weniger Gewicht.

• Sonnenkollektoren aus Graphenplatten. Da sie ein ausgezeichneter Fahrer sind, nutzen sie die erhaltene Energie viel effizienter (x3).

• Wird in textilen Elementen und anderen Materialien verwendet, die eine Abschirmung erfordern, wie z. B. kugelsichere Westen.

• Graphenkabel ersetzen die üblichen Glasfaserkabel.

Auf dem Gebiet der Medizin öffnet sich dank Graphenoxid, das als Behandlungsmittel auf die betroffenen Zellen wirkt und für gesunde Zellen völlig ungefährlich ist, auch bei der Behandlung von Krebs eine neue Tür zur Hoffnung.
Unabhängig von seinen Eigenschaften wird sich die Bedeutung dieses revolutionären Materials voraussichtlich sehr positiv auf die Wirtschaft einiger Länder auswirken; Daher beabsichtigt die Europäische Union, die Forschung, Entwicklung und Anwendung von Graphen anzuführen. Im Jahr 2013 wurden die Investitionen in F&E im öffentlichen Interesse getätigt und überstiegen 1 Milliarde Euro.
Heute gibt es viele Patente, die auf der ganzen Welt verbreitet sind. China und die USA führen die Liste der Länder mit den meisten Patenten an.
ZusammenfassungEs gibt viele Unternehmen, die seit ihrer Entdeckung gegründet wurden. Von Unternehmen, die Kohlenstoffgewinnung durchführen, Laborunternehmen, die dieses Material untersuchen und neue Forschungsfelder erschließen, bis hin zu Unternehmen, die für die Kommerzialisierung verantwortlich sind. Es gibt viele mögliche Anwendungen, die intuitiv und von seinen Eigenschaften abgeleitet sind, viele Branchen, die Interesse gezeigt haben, aber nur wenige echte Anwendungen, die wir auf dem Markt gesehen haben.
In den letzten Monaten haben wir Nachrichten über Glühbirnen gesehen, die im Vergleich zu aktuellen Glühbirnen Energie sparen und eine längere Lebensdauer haben. Sie sind noch nicht kommerzialisiert, aber es scheint, dass sie bald "das Licht sehen werden". Nie besser gesagt.
Kurz gesagt, es gibt viele Wetten auf dieses Material und auf der ganzen Welt. Kaum zu glauben, dass hohe Investitionen und jahrelange Hingabe nicht dazu führen, wirtschaftlich tragfähige Produktionsprozesse zu etablieren. Seine Massenproduktion könnte revolutionäre und überraschende Effekte in die Welt bringen, indem es Materialien wie Silizium oder ohne weiteres Plastik ersetzt.

Graphen oder Science-Fiction? Die Zukunft ist näher.