Могат ли графеновите маски да предотвратят мъглата

1. Механични свойства Механичните свойства на графена са много силни и неговата механична якост на опън достига 130GPa, което е еквивалентно на 100 пъти по-голямо от стоманата. Теоретично изчислено, ако ефективната дебелина на връзката на графена може да достигне един милиметър, тя може да издържи теглото на слон. Откъде идват силните му механични свойства? Както казахме в началото, структурата определя свойствата. Това е двуизмерна структура и веригата между въглерод и въглерод е много силна. Има три съседни около всеки въглерод. Въглеродната връзка, образувана от тези три съседа, е много къса и много силна, което поддържа високите механични свойства на графена.

2. Електрически свойства Неговите електрически свойства заслужават да бъдат споменати. Неговата подвижност на електрони може да достигне 200 000 cm^2/Vs, което е сто пъти повече от силиция. Какво е мобилност на електрони? Това означава колко бързо могат да се движат електрони в този материал. Проводимостта на даден материал се определя от две неща. Едното е колко бързо се движат електроните в него, а второто е колко електрони се движат в него. Можете да си представите магистрала. Какво е ограничението на скоростта на тази магистрала? Колко бързо може да се движи колата? Броят на колите, които се движат по него, определя капацитета на тази магистрала. Така че при производството на електронни устройства често се надяваме да имаме висок капацитет, така че изчислителната скорост на устройството да може да бъде ускорена. Второ, неговият толеранс на текущата плътност е много голям. Например, имаме често използвана жица, като например метална тел, медна жица. Прекарваме ток. Ако напрежението се увеличи и токът се увеличи до известна степен, токът ще изгори медната жица. Но способността на графена да устои на изгаряне е много висока, може да достигне 1 милион пъти тази на медта! Ако използваме графен като проводник, теглото на проводника може да бъде значително намалено. Скорошно откритие показва, че ако двуслоен графен се завърти под ъгъл, ще възникне известна свръхпроводимост. Той обаче има недостатък в електрическите свойства, който е неговата нулева енергийна ширина на лентата. Енергийната зона [4] е свързана със съществуването на полупроводник. Ако тази енергийна лента е подходяща, това е добър полупроводник. Тъй като графенът има нулева енергийна лента, той не е полупроводник, а метално свойство, така че все още е трудно да се правят електронни устройства. Учените преодоляват проблемите, причинени от тези ленти с нулева енергия.

3. Плътност и голяма специфична повърхност Графенът е много плътен материал. Тъй като неговите връзки са много къси, разстоянието между атомите е много близко, само 0,142 nm. С други думи, дори малки молекули и атоми като водород и хелий не могат да преминат през него. Това е много добър бариерен материал със специфична повърхност от 2630m^2/g, което означава, че площта му е много голяма. Нека да погледнем средната снимка, която е подобна на пяна структура, направена от графен. Може да се поддържа, но е много лек. Поставихме го върху трева с кучешка опашка и тревата с кучешка опашка не изглежда да има никакви структурни промени. Можем да използваме тези графени, за да направим някои филтриращи материали. Като отворим няколко малки дупки с контролируем размер върху тях, можем да отделим различни газове или течности. Например отделянето на солта в морската вода и отделянето на кислорода и азота във въздуха.

4. Свойства на светлината и топлината Свойствата на светлината в графена, тъй като има само един източник на въглерод, само един слой от въглеродни атоми, неговата пропускливост може да достигне 97,7%, което означава, че един слой от въглеродни атоми може да абсорбира 2,3% от светлината . Това голямо ли е или малко? Всъщност това е много силно поглъщане на светлина. Можем напълно да абсорбираме светлината с около 50 слоя графен. Това е трудно за други материали. Но графенът може, имаме нужда само от един слой от него, което го прави много полезен. Графенът има много добра топлопроводимост. В момента има два основни начина на топлопроводимост. Единият се нарича електронна топлопроводимост, т.е. ако даден материал е много проводим, топлопроводимостта му често също е много добра, като например медта и алуминия. Но има друг материал, който не разчита на електрическата проводимост за топлопроводимост. Разчита на фонони, тоест скоростта на разпространение на звуковата вълна. В графена скоростта на разпространение на звуковата вълна може да достигне 22 km/s, така че има много добра топлопроводимост.