Mogu li grafenske maske spriječiti zamagljivanje

1. Mehanička svojstva Mehanička svojstva grafena su vrlo jaka, a njegova mehanička vlačna čvrstoća dostiže 130 GPa, što je 100 puta više od čelika. Teoretski izračunato, ako efektivna debljina veze grafena može doseći jedan milimetar, može izdržati težinu slona. Odakle dolaze njegova snažna mehanička svojstva? Kao što smo rekli na početku - struktura određuje svojstva. To je dvodimenzionalna struktura, a lanac između ugljika i ugljika je vrlo jak. Oko svakog ugljika postoje tri susjeda. Ugljična veza koju formiraju ova tri susjeda je vrlo kratka i vrlo jaka, što podržava visoka mehanička svojstva grafena.

2. Električna svojstva Njegova električna svojstva su vrijedna pomena. Njegova pokretljivost elektrona može doseći 200.000 cm^2/Vs, što je sto puta više od silicijuma. Šta je mobilnost elektrona? To znači koliko brzo elektroni mogu trčati u ovom materijalu. Provodljivost materijala određuju dvije stvari. Jedno je koliko brzo elektroni trče u njemu, a drugo koliko elektrona trči u njemu. Možete zamisliti autoput. Koje je ograničenje brzine na ovom autoputu? Koliko brzo auto može trčati? Broj automobila koji se voze na njemu određuje kapacitet ovog autoputa. Dakle, u proizvodnji elektronskih uređaja, često se nadamo da ćemo imati veliki kapacitet, tako da se brzina računara uređaja može ubrzati. Drugo, tolerancija gustine struje je vrlo velika. Na primjer, imamo uobičajenu žicu, kao što je metalna žica bakrena žica. Prolazimo struju. Ako se napon poveća i struja poveća do određene mjere, struja će spaliti bakrenu žicu. Ali sposobnost grafena da se odupre gorenju je vrlo visoka, može dostići 1 milion puta veću od bakra! Ako koristimo grafen kao provodnik, težina provodnika se može znatno smanjiti. Nedavno otkriće pokazuje da ako se dvoslojni grafen rotira pod uglom, doći će do neke supravodljivosti. Međutim, ima nedostatak u električnim svojstvima, a to je njegov nulti energetski pojas. Energetski pojas [4] povezan je sa postojanjem poluprovodnika. Ako je ovaj energetski pojas odgovarajući, onda je to dobar poluprovodnik. Budući da grafen ima nultu energetsku traku, on nije poluvodič, već metalno svojstvo, pa je i dalje teško napraviti elektronske uređaje. Naučnici prevazilaze probleme uzrokovane ovim nultim energetskim pojasevima.

3. Gustina i velika specifična površina Grafen je vrlo gust materijal. Budući da su njegove veze vrlo kratke, razmak između atoma je vrlo blizak, samo 0,142 nm. Drugim riječima, čak ni male molekule i atomi poput vodonika i helijuma ne mogu proći kroz njega. To je vrlo dobar materijal za barijeru sa specifičnom površinom od 2630m^2/g, što znači da je njegova površina vrlo velika. Pogledajmo srednju sliku, koja je struktura nalik pjeni napravljena od grafena. Može se izdržati, ali je vrlo lagan. Stavili smo ga na travu pasjeg repa, a trava pasa izgleda da nema nikakvih strukturnih promjena. Možemo koristiti ove grafene da napravimo neke materijale za filtriranje. Otvaranjem nekih malih rupa kontrolirane veličine na njima možemo odvojiti različite plinove ili tekućine. Na primjer, odvajanje soli u morskoj vodi i odvajanje kisika i dušika u zraku.

4. Osobine svjetlosti i topline Svojstva svjetlosti u grafenu, jer postoji samo jedan izvor ugljika, samo jedan sloj atoma ugljika, njegova propusnost može dostići 97,7%, što znači da jedan sloj atoma ugljika može apsorbirati 2,3% svjetlosti . Je li ovo veliko ili malo? U stvari, to je vrlo jaka apsorpcija svjetlosti. Možemo u potpunosti apsorbirati svjetlost sa oko 50 slojeva grafena. To je teško za druge materijale. Ali grafen može, potreban nam je samo jedan njegov sloj, što ga čini veoma korisnim. Grafen ima veoma dobru toplotnu provodljivost. Trenutno postoje dva glavna načina toplotne provodljivosti. Jedan se zove elektronska toplotna provodljivost, to jest, ako je materijal vrlo provodljiv, njegova toplotna provodljivost je često takođe vrlo dobra, kao što su bakar i aluminijum. Ali postoji još jedan materijal koji se ne oslanja na električnu provodljivost za toplotnu provodljivost. Oslanja se na fonone, odnosno brzinu širenja zvučnog talasa. U grafenu brzina širenja zvučnog talasa može dostići 22 km/s, tako da ima veoma dobru toplotnu provodljivost.