Kan grafenmasker forhindre uklarhed

1. Mekaniske egenskaber Grafens mekaniske egenskaber er meget stærke, og dens mekaniske trækstyrke når 130GPa, hvilket svarer til 100 gange stålets. Teoretisk beregnet, hvis den effektive forbindelsestykkelse af grafen kan nå en millimeter, kan den bære vægten af ​​en elefant. Hvor kommer dens stærke mekaniske egenskaber fra? Som vi sagde i begyndelsen - struktur bestemmer egenskaber. Det er en todimensionel struktur, og kæden mellem kulstof og kulstof er meget stærk. Der er tre naboer omkring hvert kulstof. Kulstofbindingen dannet af disse tre naboer er meget kort og meget stærk, hvilket understøtter grafens høje mekaniske egenskaber.

2. Elektriske egenskaber Dens elektriske egenskaber er værd at nævne. Dens elektronmobilitet kan nå op på 200.000 cm^2/Vs, hvilket er hundrede gange større end silicium. Hvad er elektronmobilitet? Det betyder, hvor hurtigt elektroner kan løbe i dette materiale. Et materiales ledningsevne bestemmes af to ting. Den ene er, hvor hurtigt elektronerne løber i den, og den anden er, hvor mange elektroner der løber i den. Du kan forestille dig en motorvej. Hvad er hastighedsgrænsen på denne motorvej? Hvor hurtigt kan bilen køre? Antallet af biler, der kører på den, bestemmer kapaciteten på denne motorvej. Så i fremstillingen af ​​elektroniske enheder håber vi ofte at have en høj kapacitet, så enhedens computerhastighed kan accelereres. For det andet er dens nuværende tæthedstolerance meget stor. For eksempel har vi en almindeligt brugt ledning, såsom en metaltråd kobbertråd. Vi passerer strøm. Hvis spændingen stiger og strømmen stiger til en vis grad, vil strømmen brænde kobbertråden. Men grafens evne til at modstå forbrænding er meget høj, den kan nå op på 1 million gange kobbers!Hvis vi bruger grafen som leder, kan lederens vægt reduceres kraftigt. En nylig opdagelse viser, at hvis en dobbeltlagsgrafen roteres i en vinkel, vil der opstå en vis superledningsevne. Den har dog en mangel i elektriske egenskaber, som er dens nulenergibåndgab. Energibåndet [4] er relateret til eksistensen af ​​en halvleder. Hvis dette energibånd er passende, er det en god halvleder. Da grafen har et nulenergibånd, er det ikke en halvleder, men en metallisk egenskab, så det er stadig svært at lave elektroniske enheder. Forskere overvinder problemerne forårsaget af disse nulenergibånd.

3. Densitet og stort specifikt overfladeareal Grafen er et meget tæt materiale. Fordi dens bindinger er meget korte, er afstanden mellem atomer meget tæt, kun 0,142 nm. Med andre ord kan selv små molekyler og atomer som brint og helium ikke passere gennem det. Det er et meget godt barrieremateriale med et specifikt overfladeareal på 2630m^2/g, hvilket betyder, at dets areal er meget stort. Lad os se på det midterste billede, som er en skumlignende struktur lavet af grafen. Den kan støtte sig selv, men den er meget let. Vi sætter den på et hundehalegræs, og hundehalegræsset ser ikke ud til at have nogen strukturelle ændringer. Vi kan bruge disse grafener til at lave nogle filtreringsmaterialer. Ved at åbne nogle små huller af kontrollerbar størrelse på dem, kan vi adskille forskellige gasser eller væsker. For eksempel adskillelse af salt i havvand og adskillelse af ilt og nitrogen i luften.

4. Egenskaber af lys og varme Lysets egenskaber i grafen, fordi der kun er én kulstofkilde, kun ét lag kulstofatomer, kan dets transmittans nå op på 97,7%, hvilket betyder at ét lag kulstofatomer kan absorbere 2,3% lys . Er dette stort eller lille? Faktisk er det en meget stærk lysabsorbering. Vi kan fuldstændig absorbere lys med omkring 50 lag grafen. Dette er svært for andre materialer. Men det kan grafen, vi behøver kun et lag af det, hvilket gør det meget nyttigt. Grafen har meget god varmeledningsevne. Der er i øjeblikket to hovedveje til termisk ledningsevne. Den ene kaldes elektronisk termisk ledningsevne, det vil sige, hvis et materiale er meget ledende, er dets varmeledningsevne ofte også meget god, såsom kobber og aluminium. Men der er et andet materiale, der ikke er afhængig af elektrisk ledningsevne for varmeledningsevnen. Den er afhængig af fononer, det vil sige hastigheden af ​​lydbølgeudbredelsen. I grafen kan lydbølgeudbredelsens hastighed nå op på 22 km/s, så den har en meget god varmeledningsevne.