Bolehkah topeng graphene menghalang jerebu

1. Sifat mekanikal Sifat mekanikal graphene adalah sangat kuat, dan kekuatan tegangan mekanikalnya mencapai 130GPa, yang bersamaan dengan 100 kali ganda keluli. Dikira secara teori, jika ketebalan sambungan berkesan graphene boleh mencapai satu milimeter, ia boleh menyokong berat seekor gajah. Dari manakah sifat mekanikalnya yang kuat? Seperti yang kita katakan pada permulaan-struktur menentukan sifat. Ia adalah struktur dua dimensi, dan rantaian antara karbon dan karbon sangat kuat. Terdapat tiga jiran di sekeliling setiap karbon. Ikatan karbon yang terbentuk oleh ketiga-tiga jiran ini adalah sangat pendek dan sangat kuat, yang menyokong sifat mekanikal graphene yang tinggi.

2. Sifat elektrik Sifat elektriknya patut disebut. Mobiliti elektronnya boleh mencapai 200,000cm^2/Vs, iaitu seratus kali ganda silikon. Apakah mobiliti elektron? Ini bermakna betapa pantas elektron boleh berjalan dalam bahan ini. Kekonduksian sesuatu bahan ditentukan oleh dua perkara. Satu ialah berapa cepat elektron berjalan di dalamnya, dan yang kedua ialah berapa banyak elektron berjalan di dalamnya. Anda boleh bayangkan sebuah lebuh raya. Berapakah had laju di lebuh raya ini? Berapa laju kereta itu boleh berjalan? Bilangan kereta yang berjalan di atasnya menentukan kapasiti lebuh raya ini. Jadi dalam pembuatan peranti elektronik, kita sering berharap untuk mempunyai kapasiti yang tinggi, supaya kelajuan pengkomputeran peranti dapat dipercepatkan. Kedua, toleransi ketumpatan semasanya sangat besar. Sebagai contoh, kami mempunyai wayar yang biasa digunakan, seperti dawai logam dawai tembaga. Kami melepasi arus. Jika voltan meningkat dan arus meningkat ke tahap tertentu, arus akan membakar wayar kuprum. Tetapi keupayaan graphene untuk menahan pembakaran adalah sangat tinggi, ia boleh mencapai 1 juta kali ganda daripada tembaga! Jika kita menggunakan graphene sebagai konduktor, berat konduktor boleh dikurangkan dengan banyak. Penemuan baru-baru ini menunjukkan bahawa jika graphene dua lapisan diputar pada sudut, beberapa superkonduktiviti akan berlaku. Walau bagaimanapun, ia mempunyai kekurangan dalam sifat elektrik, iaitu jurang jalur tenaga sifarnya. Jalur tenaga [4] berkaitan dengan kewujudan semikonduktor. Jika jalur tenaga ini sesuai, ia adalah semikonduktor yang baik. Oleh kerana graphene mempunyai jalur tenaga sifar, ia bukan semikonduktor, tetapi sifat logam, jadi masih sukar untuk membuat peranti elektronik. Para saintis sedang mengatasi masalah yang disebabkan oleh jalur tenaga sifar ini.

3. Ketumpatan dan luas permukaan khusus yang besar Graphene ialah bahan yang sangat padat. Kerana ikatannya sangat pendek, jarak antara atom sangat dekat, hanya 0.142nm. Dalam erti kata lain, walaupun molekul dan atom kecil seperti hidrogen dan helium tidak dapat melaluinya. Ia adalah bahan penghalang yang sangat baik dengan luas permukaan tertentu 2630m^2/g, yang bermaksud bahawa kawasannya sangat besar. Mari lihat gambar tengah, iaitu struktur seperti buih yang diperbuat daripada graphene. Ia boleh menyokong dirinya sendiri, tetapi ia sangat ringan. Kami meletakkannya pada rumput dogtail, dan rumput dogtail nampaknya tidak mempunyai sebarang perubahan struktur. Kita boleh menggunakan graphene ini untuk membuat beberapa bahan penapisan. Dengan membuka beberapa lubang kecil dengan saiz yang boleh dikawal pada mereka, kita boleh memisahkan gas atau cecair yang berbeza. Contohnya, pengasingan garam dalam air laut dan pengasingan oksigen dan nitrogen di udara.

4. Sifat cahaya dan haba Sifat cahaya dalam graphene, kerana hanya terdapat satu sumber karbon, hanya satu lapisan atom karbon, penghantarannya boleh mencapai 97.7%, yang bermaksud bahawa satu lapisan atom karbon boleh menyerap 2.3% cahaya. . Adakah ini besar atau kecil? Malah, ia adalah penyerapan cahaya yang sangat kuat. Kita boleh menyerap cahaya sepenuhnya dengan kira-kira 50 lapisan graphene. Ini sukar untuk bahan lain. Tetapi graphene boleh, kita hanya memerlukan satu lapisan sahaja, yang menjadikannya sangat berguna. Graphene mempunyai kekonduksian terma yang sangat baik. Pada masa ini terdapat dua cara utama kekonduksian terma. Satu dipanggil kekonduksian haba elektronik, iaitu, jika bahan sangat konduktif, kekonduksian terma selalunya juga sangat baik, seperti tembaga dan aluminium.Tetapi terdapat bahan lain yang tidak bergantung pada kekonduksian elektrik untuk kekonduksian terma. Ia bergantung pada fonon, iaitu, kelajuan perambatan gelombang bunyi. Dalam graphene, kelajuan perambatan gelombang bunyi boleh mencapai 22km/s, jadi ia mempunyai kekonduksian terma yang sangat baik.