Графен маск нь манангаас сэргийлж чадах уу?

1. Механик шинж чанар Графены механик шинж чанар нь маш хүчтэй бөгөөд механик суналтын бат бэх нь гангаас 100 дахин их буюу 130ГПа хүрдэг. Онолын хувьд графены үр дүнтэй холболтын зузаан нь нэг миллиметрт хүрч чадвал зааны жинг тэсвэрлэх чадвартай. Түүний хүчтэй механик шинж чанар хаанаас гардаг вэ? Бидний эхэнд хэлсэнчлэн бүтэц нь шинж чанарыг тодорхойлдог. Энэ нь хоёр хэмжээст бүтэц бөгөөд нүүрстөрөгч болон нүүрстөрөгчийн хоорондох гинж нь маш хүчтэй. Нүүрстөрөгч бүрийн эргэн тойронд гурван хөрш байдаг. Эдгээр гурван хөршийн үүсгэсэн нүүрстөрөгчийн холбоо нь маш богино бөгөөд маш бат бөх байдаг нь графений өндөр механик шинж чанарыг дэмждэг.

2. Цахилгаан шинж чанар Түүний цахилгаан шинж чанарыг дурдах нь зүйтэй. Түүний электроны хөдөлгөөн 200,000см^2/Вс хүрч чаддаг бөгөөд энэ нь цахиураас 100 дахин их юм. Электрон хөдөлгөөн гэж юу вэ? Энэ нь электронууд энэ материалд хэр хурдан гүйж чадна гэсэн үг юм. Материалын цахилгаан дамжуулах чанарыг хоёр зүйлээр тодорхойлдог. Нэг нь дотор нь электронууд хэр хурдан гүйдэг вэ, хоёр дахь нь хэдэн электрон гүйдэг. Та хурдны замыг төсөөлж болно. Энэ хурдны замд ямар хурдыг хязгаарлах вэ? Машин хэр хурдан гүйх вэ? Түүн дээр явж буй машины тоо энэ хурдны замын хүчин чадлыг тодорхойлдог. Тиймээс электрон төхөөрөмж үйлдвэрлэхдээ бид ихэвчлэн өндөр хүчин чадалтай байх гэж найдаж байгаа бөгөөд ингэснээр төхөөрөмжийн тооцоолох хурдыг хурдасгах боломжтой. Хоёрдугаарт, түүний одоогийн нягтын хүлцэл маш том байна. Жишээлбэл, манайд металл утас зэс утас гэх мэт түгээмэл хэрэглэгддэг утас байдаг. Бид урсгалыг дамжуулдаг. Хүчдэл нэмэгдэж, гүйдэл тодорхой хэмжээгээр нэмэгдвэл гүйдэл нь зэс утсыг шатаах болно. Гэхдээ графены шаталтыг тэсвэрлэх чадвар нь маш өндөр бөгөөд энэ нь зэсээс 1 сая дахин их байх болно! Хэрэв бид графеныг дамжуулагч болгон ашиглавал дамжуулагчийн жин ихээхэн буурч болно. Хэрвээ хоёр давхаргат графеныг өнцгөөр эргүүлбэл зарим нэг хэт дамжуулалт үүснэ гэдгийг саяхны нээлт харуулж байна. Гэсэн хэдий ч энэ нь цахилгаан шинж чанарын хувьд дутагдалтай байдаг бөгөөд энэ нь түүний тэг энергийн зурвасын зөрүү юм. Эрчим хүчний зурвас [4] нь хагас дамжуулагч байгаатай холбоотой. Хэрэв энэ энергийн зурвас тохиромжтой бол энэ нь сайн хагас дамжуулагч юм. Графен нь тэг энергийн зурвастай тул хагас дамжуулагч биш, харин металл шинж чанартай тул электрон төхөөрөмж хийхэд хэцүү хэвээр байна. Эрдэмтэд эдгээр тэг энергийн зурвасуудаас үүдэлтэй асуудлуудыг даван туулж байна.

3. Нягт ба том хувийн гадаргуугийн талбай Графен нь маш нягт материал юм. Түүний холбоо нь маш богино байдаг тул атомуудын хоорондын зай маш ойрхон буюу ердөө 0.142 нм. Өөрөөр хэлбэл, устөрөгч, гелий зэрэг жижиг молекулууд, атомууд ч түүгээр дамжин өнгөрч чадахгүй. Энэ нь 2630м^2/г талбай бүхий маш сайн хаалт материал бөгөөд энэ нь түүний талбай нь маш том гэсэн үг юм. Графенээр хийсэн хөөстэй төстэй бүтэц болох дунд зургийг харцгаая. Энэ нь өөрийгөө дааж чадах боловч маш хөнгөн. Бид үүнийг нохойн сүүлний өвсөн дээр тавьдаг бөгөөд нохойн сүүлт өвс нь бүтцийн өөрчлөлтгүй юм шиг санагддаг. Бид эдгээр графенуудыг ашиглан шүүлтүүрийн материалыг хийж болно. Тэдгээр дээр хяналттай хэмжээтэй жижиг нүх нээснээр бид янз бүрийн хий эсвэл шингэнийг ялгаж чадна. Тухайлбал, далайн усанд давс ялгах, агаар дахь хүчилтөрөгч, азотыг ялгах гэх мэт.

4. Гэрлийн болон дулааны шинж чанарууд Графен дэх гэрлийн шинж чанарууд нь зөвхөн нэг нүүрстөрөгчийн эх үүсвэр, зөвхөн нэг давхарга нүүрстөрөгчийн атом байдаг тул түүний дамжуулалт 97.7% хүрч, нэг давхарга нүүрстөрөгчийн атом нь гэрлийн 2.3% -ийг шингээж чадна гэсэн үг юм. . Энэ том уу, жижиг үү? Үнэн хэрэгтээ энэ нь маш хүчтэй гэрлийн шингээлт юм. Бид 50 орчим давхар графены тусламжтайгаар гэрлийг бүрэн шингээж чадна. Энэ нь бусад материалын хувьд хэцүү байдаг. Гэхдээ графен бидэнд зөвхөн нэг давхарга хэрэгтэй бөгөөд энэ нь үүнийг маш ашигтай болгодог. Графен нь маш сайн дулаан дамжуулалттай байдаг. Одоогийн байдлаар дулаан дамжилтын хоёр үндсэн арга байдаг. Нэг нь электрон дулаан дамжуулалт гэж нэрлэгддэг, өөрөөр хэлбэл, хэрэв материал нь маш их дамжуулагч бол түүний дулаан дамжилтын чанар нь ихэвчлэн зэс, хөнгөн цагаан зэрэг маш сайн байдаг. Гэхдээ дулаан дамжилтын хувьд цахилгаан дамжуулалтаас хамаардаггүй өөр материал байдаг. Энэ нь фонон дээр тулгуурладаг, өөрөөр хэлбэл дууны долгионы тархалтын хурд. Графенд дууны долгионы тархалтын хурд 22км/с хүрч чаддаг тул маш сайн дулаан дамжуулалттай байдаг.