May 28, 2019 ページビュー:460
物質、それは室温で既知の導体よりも速く電子を送信します。
グラフェン(グラフェン)は、炭素原子からなる単層シート構造の新素材です。炭素原子によるSP2の一種です。ハイブリッド軌道は、ハニカム格子を備えた六角形の平面膜を形成します。これは、炭素原子の厚さを持つ2次元の材料のみです。グラフェンは常に架空の構造と見なされており、単独では安定できません[1] 2004年まで、英国のマンチェスター大学の物理学者Andelie・haimuとKangsitanding・nuowoxiaoluofuは、実験でグラフェンをグラファイトから分離することに成功しました。単独で存在する可能性があり、2つは「2次元グラフェン材料で。画期的な実験は理由に基づいており、Togetherは2010年のノーベル物理学賞を受賞しました。
グラフェンは現在、世界で最も薄いが最も硬いナノ材料です。ほぼ完全に透明で、2.3%の光しか吸収しません。 「熱伝導率は5300W / m・Kと高く、カーボンナノチューブやダイヤモンドよりも高い。電子移動度*は室温で15000cm2 / V・sを超え、カーボンナノチューブやシリコン結晶よりも高い。 *、抵抗率はわずか約10-6Ω・cmで、銅や銀よりも低く、世界で最も抵抗率の低い材料です[1]そして...抵抗率が非常に低く、電子移動が非常に速いため、グラフェンは本質的に透明で優れた導体であるため、透明なタッチスクリーン、ライトパネル、さらには太陽電池の製造にも適しています。これは、より薄く、高速で導電性の新世代の電子部品またはトランジスタの開発に使用されることが期待されています。
グラフェンのもう1つの特徴は、室温で量子ホール効果を観測できることです。
グラフェンの炭素原子は、グラファイトの単一原子層と同じように配置されます。これは、SP2混合軌道領域に炭素原子がハニカム格子で配置されて形成された単層の2次元結晶です。グラフェンは、炭素原子とその共有結合によって形成される原子サイズのネットと考えることができます。グラフェンは、英語のグラファイト(グラファイト)+-ENE(ENEエンディング)にちなんで名付けられました。グラフェンは、平面状の多環芳香族炭化水素原子結晶であると考えられています。
グラフェンの構造は非常に安定しており、炭素-炭素結合はわずか1.42?そして...グラフェン内の炭素原子間の接続は非常に柔軟です。グラフェンに外力を加えると、炭素原子の表面が曲がったり変形したりするため、構造の安定性を維持するために外力に適応するために炭素原子を再配置する必要がありません。この安定した格子構造は、グラフェンに優れた熱伝導率を与えます。
グラフェンは、次の炭素同素体を構成する基本単位です:グラファイト、木炭、カーボンナノチューブ、およびフラーレン。完全なグラフェンは2次元であり、六角形(等角六角形)のみが含まれています。五角形と七角形がある場合、グラフェンの欠陥が形成されます。 12個の五角形グラフェンが一緒にフラーレンを形成します。
グラフェンはドラム状のカーボンナノチューブとして使用できます。また、グラフェンも弾道トランジスタ(リスティックトランジスタ)になり、多くの科学者の関心を集めました。 2006年3月、ジョージア工科大学の研究者は、グラフェン平面電界効果トランジスタの製造に成功し、量子干渉効果を観察したと発表しました。この結果をもとに、グラフェンを母材として開発しました。回路
グラフェンの出現は、世界的な研究ブームを引き起こしました。既知の材料の中で最も薄いものです。素材はとても丈夫で硬いです。室温では、電子は既知の導体よりも速く伝達されます。グラフェンの原子サイズ構造は非常に特殊であり、場の量子論を使用して描写する必要があります。
グラフェンは二次元の結晶です。人々の一般的なグラファイトは、ハニカムに配置された平面炭素原子の層を積み重ねることによって形成されます。グラファイトの層間力が弱く、剥がれやすく薄いグラファイトシートになります。石インクシートを単層に剥がすと、炭素原子の厚さが1つしかない単層がグラフェンになります。
まず、グラフェンは世界で群を抜いて最も強力な材料です。グラフェンを通常の食品用ビニール袋よりも厚いフィルム(厚さ約100ナノメートル)にすると、約2トンの重いものに耐えられると推定されています。壊れることなく圧力;第二に、グラフェンは世界最高の導電性材料です。
グラフェンには幅広い用途があります。グラフェンの超薄型・高強度特性により、超軽量ボディアーマーや超薄型超軽量航空機材料など、さまざまな分野で幅広く利用できます。その優れた導電性により、マイクロエレクトロニクスの分野でも大きな応用可能性を秘めています。グラフェンはシリコンの代替品になる可能性があり、将来のスーパーコンピューターの製造に使用できる超小型トランジスターを製造します。炭素のより高い電子移動度は、将来のコンピューターがより高速を達成することを可能にする可能性があります。さらに、グラフェン材料も優れた改質剤です。スーパーキャパシタやリチウムイオン電池などの新しいエネルギー源の分野では、その高い導電率と高い比表面積により、グラフェンは電極材料の補助として使用できます。研究室は2004年でした。当時、英国のマンチェスター大学の2人の科学者、Andelie・jiemuとKesiteya・nuowoxiaoluofuは、非常に簡単な方法を使用して、ますます薄いグラファイトフレークを取得できることを発見しました。彼らはグラファイトを剥ぎ取り、次にシートの両面を特殊な種類のテープに接着し、テープをはぎ取り、グラファイト片を2つに分割しました。彼らはこれを続けたので、シートはどんどん薄くなり、最終的にはグラフェンという炭素原子の1つの層だけで構成された薄いシートになりました。それ以来、グラフェンを調製するための新しい方法が出現しました。 5年間の開発の後、グラフェンを工業生産の分野に持ち込むことはそう遠くないことが発見されました。したがって、2人は2010年にノーベル物理学賞を受賞しました。
グラフェンの出現は、科学界に大きな波を引き起こしました。グラフェンは、並外れた導電性、鋼を数十倍超える強度、優れた透磁率を備えていることが発見されました。その外観は、現代の電子技術に革命を起こすことが期待されています。グラフェンでは、電子は非常に効率的に移動できますが、シリコンや銅などの従来の半導体や導体はうまく機能しません。電子と原子の衝突により、従来の半導体と導体は熱の形でエネルギーを放出します。現在、平均的なコンピュータチップはこのように電力の72%〜81%を浪費しており、グラフェンは異なります。その電子エネルギーは失われません。これはそれに並外れた品質を与えます。
グラフェンマイクロタブレット
グラフェンナノプラテットとは、10層を超える炭素層と5〜100nmの厚さを持つ極薄のグラフェン層を指します。一部のドキュメントでは、シートとも呼ばれます。
グラフェンマイクロチップは、グラファイトの元の平面炭素6員環共役結晶構造を維持し、優れた機械的強度、導電性、熱伝導性、優れた潤滑性、耐熱性、耐食性を備えています。通常のグラファイトと比較して、グラフェンマイクロタブレットの厚さはナノスケールの範囲ですが、その半径方向の幅は、特大の形状比(直径/厚さ比)で数ミクロンから数十ミクロンに達する可能性があります。
応用分野:
プラスチックの熱伝導率と熱放散を改善します。
プラスチックの導電性および帯電防止性の変更;
プラスチックの強度を高めます。
プラスチックの耐摩耗性、潤滑性能、耐食性を向上させます。
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