Ці могуць графенавыя маскі прадухіліць дымку

1. Механічныя ўласцівасці Механічныя ўласцівасці графена вельмі моцныя, і яго механічная трываласць на разрыў дасягае 130 ГПа, што ў 100 разоў больш, чым у сталі. Тэарэтычна падлічана, калі эфектыўная таўшчыня злучэння графена можа дасягаць аднаго міліметра, ён можа вытрымаць вагу слана. Адкуль яго моцныя механічныя ўласцівасці? Як мы сказалі ў пачатку, структура вызначае ўласцівасці. Гэта двухмерная структура, і ланцужок паміж вугляродам і вугляродам вельмі моцны. Вакол кожнага вугляроду ёсць тры суседа. Вугляродная сувязь, утвораная гэтымі трыма суседзямі, вельмі кароткая і вельмі трывалая, што падтрымлівае высокія механічныя ўласцівасці графена.

2. Электрычныя ўласцівасці Варта згадаць яго электрычныя ўласцівасці. Яго рухомасць электронаў можа дасягаць 200 000 см^2/Вс, што ў сто разоў больш, чым у крэмнію. Што такое рухомасць электронаў? Гэта азначае, наколькі хутка электроны могуць рухацца ў гэтым матэрыяле. Праводнасць матэрыялу вызначаецца двума рэчамі. Адзін - наколькі хутка ў ім бегаюць электроны, а другі - колькі ў ім бегае электронаў. Можна ўявіць сабе шашу. Якое абмежаванне хуткасці на гэтай шашы? Як хутка можа працаваць аўтамабіль? Колькасць машын, якія едуць па ёй, вызначае прапускную здольнасць гэтай магістралі. Такім чынам, пры вытворчасці электронных прылад мы часта спадзяемся на вялікую магутнасць, каб можна было паскорыць вылічальную хуткасць прылады. Па-другое, яго толерантнасць да шчыльнасці вельмі вялікая. Напрыклад, у нас ёсць звычайна выкарыстоўваная дрот, такая як металічная медная дрот. Прапускаем ток. Калі напружанне павялічваецца і сіла току павялічваецца да пэўнай ступені, ток спаліць медны провад. Але здольнасць графена супрацьстаяць гарэнню вельмі высокая, яна можа дасягаць 1 мільёна разоў больш, чым у медзі! Калі мы выкарыстоўваем графен у якасці правадніка, вага правадыра можа быць значна зменшана. Нядаўняе адкрыццё паказвае, што калі двухслаёвы графен павярнуць пад вуглом, узнікне некаторая звышправоднасць. Аднак ён мае недахоп у электрычных уласцівасцях, які заключаецца ў нулявой энергіі забароненай зоны. Зона энергіі [4] звязана з існаваннем паўправадніка. Калі гэтая зона энергіі падыходзіць, гэта добры паўправаднік. Паколькі графен мае нулявую паласу энергіі, ён не з'яўляецца паўправадніком, а металічнай уласцівасцю, таму вырабляць электронныя прылады па-ранейшаму складана. Навукоўцы пераадольваюць праблемы, выкліканыя гэтымі палосамі з нулявой энергіяй.

3. Шчыльнасць і вялікая ўдзельная плошча паверхні Графен - вельмі шчыльны матэрыял. Паколькі яго сувязі вельмі кароткія, адлегласць паміж атамамі вельмі блізкая, усяго 0,142 нм. Іншымі словамі, нават невялікія малекулы і атамы, такія як вадарод і гелій, не могуць прайсці праз яго. Гэта вельмі добры бар'ерны матэрыял з удзельнай плошчай паверхні 2630 м^2/г, што азначае, што яго плошча вельмі вялікая. Давайце паглядзім на сярэдні малюнак, які ўяўляе сабой пенападобную структуру з графена. Ён можа падтрымліваць сябе, але вельмі лёгкі. Мы паклалі яго на траву хвошч, і здаецца, што трава хвост не мае ніякіх структурных змен. Мы можам выкарыстоўваць гэтыя графены для вырабу фільтруючых матэрыялаў. Адкрываючы ў іх невялікія адтуліны кантраляванага памеру, мы можам раздзяляць розныя газы і вадкасці. Напрыклад, аддзяленне солі ў марской вадзе і аддзяленне кіслароду і азоту ў паветры.

4. Уласцівасці святла і цяпла Уласцівасці святла ў графене, паколькі існуе толькі адна крыніца вугляроду, толькі адзін пласт атамаў вугляроду, яго прапусканне можа дасягаць 97,7%, што азначае, што адзін пласт атамаў вугляроду можа паглынаць 2,3% святла . Гэта вялікі ці маленькі? Фактычна, гэта вельмі моцнае паглынанне святла. Мы можам цалкам паглынаць святло з дапамогай каля 50 слаёў графена. Гэта цяжка для іншых матэрыялаў. Але графен можа, нам патрэбны толькі адзін яго пласт, што робіць яго вельмі карысным. Графен мае вельмі добрую цеплаправоднасць. У цяперашні час існуе два асноўных спосабу цеплаправоднасці. Адзін з іх называецца электроннай цеплаправоднасцю, гэта значыць, калі матэрыял вельмі праводзіць, яго цеплаправоднасць часта таксама вельмі добрая, напрыклад, медзь і алюміній. Але ёсць яшчэ адзін матэрыял, цеплаправоднасць якога не залежыць ад электраправоднасці. Ён абапіраецца на фаноны, гэта значыць на хуткасць распаўсюджвання гукавой хвалі. У графене хуткасць распаўсюджвання гукавой хвалі можа дасягаць 22 км/с, таму ён мае вельмі добрую цеплаправоднасць.