A mundet që maskat e grafenit të parandalojnë mjegullën

1. Vetitë mekanike Vetitë mekanike të grafenit janë shumë të forta dhe forca e tij mekanike në tërheqje arrin 130 GPa, që është e barabartë me 100 herë më shumë se çeliku. E llogaritur teorikisht, nëse trashësia efektive e lidhjes së grafenit mund të arrijë një milimetër, ai mund të mbajë peshën e një elefanti. Nga vijnë vetitë e tij të forta mekanike? Siç thamë në fillim-struktura përcakton vetitë. Është një strukturë dy-dimensionale, dhe zinxhiri midis karbonit dhe karbonit është shumë i fortë. Ka tre fqinjë rreth çdo karboni. Lidhja e karbonit e formuar nga këta tre fqinjë është shumë e shkurtër dhe shumë e fortë, gjë që mbështet vetitë e larta mekanike të grafenit.

2. Vetitë elektrike Vlen të përmenden vetitë e tij elektrike. Lëvizshmëria e tij e elektroneve mund të arrijë 200,000 cm^2/Vs, që është njëqind herë më e madhe se ajo e silikonit. Çfarë është lëvizshmëria e elektroneve? Do të thotë se sa shpejt mund të kalojnë elektronet në këtë material. Përçueshmëria e një materiali përcaktohet nga dy gjëra. Njëra është sa shpejt lëvizin elektronet në të dhe e dyta është sa elektrone qarkullojnë në të. Mund të imagjinoni një autostradë. Sa është kufiri i shpejtësisë në këtë autostradë? Sa shpejt mund të ecë makina? Numri i makinave që qarkullojnë në të përcakton kapacitetin e kësaj autostrade. Pra, në prodhimin e pajisjeve elektronike, ne shpesh shpresojmë të kemi një kapacitet të lartë, në mënyrë që shpejtësia llogaritëse e pajisjes të mund të përshpejtohet. Së dyti, toleranca aktuale e densitetit është shumë e madhe. Për shembull, ne kemi një tel të përdorur zakonisht, të tillë si një tel metalik prej bakri. Kalojmë rrymë. Nëse tensioni rritet dhe rryma rritet në një masë të caktuar, rryma do të djegë telin e bakrit. Por aftësia e grafenit për t'i rezistuar djegies është shumë e lartë, mund të arrijë 1 milion herë më shumë se bakri! Nëse përdorim grafenin si përçues, pesha e përcjellësit mund të reduktohet shumë. Një zbulim i fundit tregon se nëse një grafen me dy shtresa rrotullohet në një kënd, do të ndodhë njëfarë superpërçueshmërie. Megjithatë, ai ka një mangësi në vetitë elektrike, që është hendeku i brezit të energjisë zero. Brezi i energjisë [4] lidhet me ekzistencën e një gjysmëpërçuesi. Nëse ky brez energjie është i përshtatshëm, ai është një gjysmëpërçues i mirë. Meqenëse grafeni ka një brez energjie zero, ai nuk është një gjysmëpërçues, por një veti metalike, kështu që është ende e vështirë të bëhen pajisje elektronike. Shkencëtarët po kapërcejnë problemet e shkaktuara nga këto breza të energjisë zero.

3. Dendësia dhe sipërfaqja e madhe specifike Grafeni është një material shumë i dendur. Për shkak se lidhjet e tij janë shumë të shkurtra, distanca midis atomeve është shumë afër, vetëm 0,142 nm. Me fjalë të tjera, edhe molekulat dhe atomet e vogla si hidrogjeni dhe heliumi nuk mund të kalojnë nëpër të. Është një material pengues shumë i mirë me një sipërfaqe specifike prej 2630m^2/g, që do të thotë se sipërfaqja e tij është shumë e madhe. Le të shohim foton e mesme, e cila është një strukturë e ngjashme me shkumën e bërë nga grafeni. Mund të mbajë veten, por është shumë i lehtë. E vendosëm në një bar bisht qeni dhe bari i bishtit të qenit nuk duket se ka ndonjë ndryshim strukturor. Ne mund t'i përdorim këto grafene për të bërë disa materiale filtruese. Duke hapur disa vrima të vogla me përmasa të kontrollueshme mbi to, mund të ndajmë gazra ose lëngje të ndryshme. Për shembull, ndarja e kripës në ujin e detit dhe ndarja e oksigjenit dhe azotit në ajër.

4. Vetitë e dritës dhe nxehtësisë Vetitë e dritës në grafen, sepse ka vetëm një burim karboni, vetëm një shtresë atomesh karboni, transmetimi i saj mund të arrijë 97.7%, që do të thotë se një shtresë e atomeve të karbonit mund të thithë 2.3% të dritës. . A është kjo e madhe apo e vogël? Në fakt, është një thithje shumë e fortë e dritës. Ne mund të thithim plotësisht dritën me rreth 50 shtresa grafeni. Kjo është e vështirë për materialet e tjera. Por grafeni mundet, na duhet vetëm një shtresë e tij, gjë që e bën atë shumë të dobishëm. Grafeni ka përçueshmëri shumë të mirë termike. Aktualisht ekzistojnë dy mënyra kryesore të përçueshmërisë termike. Njëra quhet përçueshmëri termike elektronike, domethënë nëse një material është shumë përçues, përçueshmëria e tij termike shpesh është gjithashtu shumë e mirë, si bakri dhe alumini. Por ka një material tjetër që nuk mbështetet në përçueshmërinë elektrike për përçueshmërinë termike. Ai mbështetet në fonone, domethënë shpejtësinë e përhapjes së valëve të zërit. Në grafen, shpejtësia e përhapjes së valëve të zërit mund të arrijë 22 km/s, pra ka një përçueshmëri termike shumë të mirë.