Bisakah masker graphene mencegah kabut asap

1. Sifat Mekanik Sifat mekanik graphene sangat kuat, kekuatan tarik mekaniknya mencapai 130GPa, setara dengan 100 kali lipat baja. Secara teoritis dihitung, jika ketebalan sambungan efektif graphene bisa mencapai satu milimeter, maka bisa menopang beban gajah. Dari manakah sifat mekaniknya yang kuat berasal? Seperti yang kami katakan di awal, struktur menentukan properti. Ini adalah struktur dua dimensi, dan rantai antara karbon dan karbon sangat kuat. Ada tiga tetangga di sekitar setiap karbon. Ikatan karbon yang dibentuk oleh ketiga tetangga ini sangat pendek dan sangat kuat, sehingga mendukung sifat mekanik graphene yang tinggi.

2. Sifat kelistrikan Sifat kelistrikannya patut disebutkan. Mobilitas elektronnya bisa mencapai 200.000cm^2/Vs, seratus kali lipat dari silikon. Apa itu mobilitas elektron? Artinya seberapa cepat elektron dapat mengalir dalam bahan tersebut. Konduktivitas suatu bahan ditentukan oleh dua hal. Yang pertama adalah seberapa cepat elektron berlari di dalamnya, dan yang kedua adalah berapa banyak elektron yang berlari di dalamnya. Anda bisa membayangkan sebuah jalan raya. Berapa batas kecepatan di jalan raya ini? Seberapa cepat mobil dapat berjalan? Jumlah mobil yang berjalan di atasnya menentukan kapasitas jalan raya tersebut. Maka dalam pembuatan perangkat elektronik seringkali kita berharap memiliki kapasitas yang tinggi, sehingga kecepatan komputasi perangkat tersebut bisa dipercepat. Kedua, toleransi kepadatan arusnya sangat besar. Misalnya, kita mempunyai kawat yang biasa digunakan, seperti kawat logam, kawat tembaga. Kami melewati arus. Jika tegangan meningkat dan arus meningkat sampai batas tertentu, arus akan membakar kawat tembaga. Namun kemampuan graphene dalam menahan pembakaran sangat tinggi, bisa mencapai 1 juta kali lipat dari tembaga! Jika kita menggunakan graphene sebagai konduktor, berat konduktor bisa sangat berkurang. Penemuan baru-baru ini menunjukkan bahwa jika graphene lapisan ganda diputar pada suatu sudut, beberapa superkonduktivitas akan terjadi. Namun, ia mempunyai kekurangan dalam sifat kelistrikannya, yaitu celah pita energinya yang nol. Pita energi [4] berkaitan dengan keberadaan semikonduktor. Jika pita energi ini sesuai, maka semikonduktornya bagus. Karena graphene memiliki pita energi nol, maka ia bukanlah semikonduktor, melainkan bersifat logam, sehingga masih sulit untuk membuat perangkat elektronik. Para ilmuwan sedang mengatasi masalah yang disebabkan oleh pita energi nol ini.

3. Kepadatan dan luas permukaan spesifik yang besar Grafena merupakan material yang sangat padat. Karena ikatannya sangat pendek, jarak antar atom pun sangat dekat, hanya 0,142nm. Dengan kata lain, bahkan molekul dan atom kecil seperti hidrogen dan helium tidak dapat melewatinya. Merupakan material penghalang yang sangat baik dengan luas permukaan spesifik 2630m^2/g, yang berarti luasnya sangat besar. Mari kita lihat gambar tengah, yaitu struktur mirip busa yang terbuat dari graphene. Ia dapat menopang dirinya sendiri, tetapi sangat ringan. Kami menaruhnya di atas rumput dogtail, dan rumput dogtail tampaknya tidak mengalami perubahan struktur apa pun. Kita dapat menggunakan graphene ini untuk membuat beberapa bahan penyaringan. Dengan membuka beberapa lubang kecil dengan ukuran yang dapat dikontrol, kita dapat memisahkan berbagai gas atau cairan. Misalnya pemisahan garam di air laut dan pemisahan oksigen dan nitrogen di udara.

4. Sifat cahaya dan panas Sifat cahaya pada graphene, karena sumber karbonnya hanya satu, hanya satu lapisan atom karbon, transmitansinya bisa mencapai 97,7% yang artinya satu lapisan atom karbon mampu menyerap 2,3% cahaya. . Apakah ini besar atau kecil? Faktanya, ini adalah penyerapan cahaya yang sangat kuat. Kita dapat menyerap cahaya sepenuhnya dengan sekitar 50 lapisan graphene. Ini sulit untuk material lain. Tapi graphene bisa, kita hanya membutuhkan satu lapisan saja, yang membuatnya sangat berguna. Graphene memiliki konduktivitas termal yang sangat baik. Saat ini ada dua cara utama konduktivitas termal. Salah satunya disebut konduktivitas termal elektronik, yaitu jika suatu bahan sangat konduktif, maka konduktivitas termalnya seringkali juga sangat baik, seperti tembaga dan aluminium. Namun ada bahan lain yang tidak bergantung pada konduktivitas listrik untuk konduktivitas termal. Ia bergantung pada fonon, yaitu kecepatan rambat gelombang suara. Pada graphene kecepatan rambat gelombang bunyi dapat mencapai 22 km/s sehingga mempunyai konduktivitas termal yang sangat baik.