Ar grafeno kaukės gali apsaugoti nuo miglos

1. Mechaninės savybės Grafeno mechaninės savybės yra labai stiprios, o jo mechaninis atsparumas tempimui siekia 130 GPa, o tai prilygsta 100 kartų plieno. Teoriškai paskaičiuota, jei efektyvus grafeno jungties storis gali siekti vieną milimetrą, jis gali išlaikyti dramblio svorį. Iš kur kyla jo stiprios mechaninės savybės? Kaip minėjome pradžioje, struktūra lemia savybes. Tai dvimatė struktūra, o grandinė tarp anglies ir anglies yra labai stipri. Aplink kiekvieną anglį yra trys kaimynai. Šių trijų kaimynų suformuotas anglies ryšys yra labai trumpas ir labai stiprus, o tai palaiko aukštas mechanines grafeno savybes.

2. Elektrinės savybės Verta paminėti jo elektrines savybes. Jo elektronų judrumas gali siekti 200 000 cm^2/Vs, tai yra šimtą kartų didesnis nei silicio. Kas yra elektronų mobilumas? Tai reiškia, kaip greitai elektronai gali bėgti šioje medžiagoje. Medžiagos laidumą lemia du dalykai. Viena – kaip greitai jame bėga elektronai, o antra – kiek elektronų jame bėga. Galite įsivaizduoti greitkelį. Koks leistinas greitis šioje greitkelyje? Kaip greitai gali važiuoti automobilis? Jame važiuojančių automobilių skaičius lemia šios magistralės pralaidumą. Tad gamindami elektroninius prietaisus dažnai tikimės turėti didelę talpą, kad būtų galima pagreitinti įrenginio skaičiavimo greitį. Antra, jo srovės tankio tolerancija yra labai didelė. Pavyzdžiui, mes turime dažniausiai naudojamą vielą, pavyzdžiui, metalinę varinę vielą. Praleidžiame srovę. Jei įtampa padidės ir srovė tam tikru mastu padidės, srovė sudegins varinę laidą. Tačiau grafeno gebėjimas atsispirti degimui yra labai didelis, jis gali siekti 1 milijoną kartų daugiau nei varis!Jei naudosime grafeną kaip laidininką, laidininko svoris gali būti labai sumažintas. Neseniai atliktas atradimas rodo, kad jei dvigubo sluoksnio grafenas pasukamas kampu, atsiras tam tikras superlaidumas. Tačiau jis turi elektrinių savybių trūkumą, tai yra nulinės energijos juostos tarpas. Energijos juosta [4] yra susijusi su puslaidininkio egzistavimu. Jei ši energijos juosta yra tinkama, tai yra geras puslaidininkis. Kadangi grafenas turi nulinės energijos juostą, tai ne puslaidininkis, o metalo savybė, todėl elektroninius prietaisus gaminti vis dar sunku. Mokslininkai įveikia problemas, kurias sukelia šios nulinės energijos juostos.

3. Tankis ir didelis savitasis paviršiaus plotas Grafenas yra labai tanki medžiaga. Kadangi jo ryšiai yra labai trumpi, atstumas tarp atomų yra labai artimas, tik 0,142 nm. Kitaip tariant, net mažos molekulės ir atomai, tokie kaip vandenilis ir helis, negali praeiti pro jį. Tai labai gera barjerinė medžiaga, kurios specifinis paviršiaus plotas yra 2630 m^2/g, o tai reiškia, kad jos plotas yra labai didelis. Pažiūrėkime į vidurinį paveikslėlį, kuris yra putų pavidalo struktūra, pagaminta iš grafeno. Jis gali atlaikyti save, bet yra labai lengvas. Padedame jį ant uodegos žolės, ir atrodo, kad uodegos žolė neturi jokių struktūrinių pokyčių. Šiuos grafenus galime naudoti kai kurioms filtravimo medžiagoms gaminti. Ant jų atidarę keletą mažų reguliuojamo dydžio skylučių, galime atskirti skirtingas dujas ar skysčius. Pavyzdžiui, druskos atskyrimas jūros vandenyje ir deguonies bei azoto atskyrimas ore.

4. Šviesos ir šilumos savybės Šviesos savybės grafene, kadangi yra tik vienas anglies šaltinis, tik vienas anglies atomų sluoksnis, jo pralaidumas gali siekti 97,7%, tai reiškia, kad vienas anglies atomų sluoksnis gali sugerti 2,3% šviesos. . Ar tai didelis ar mažas? Tiesą sakant, tai labai stiprus šviesos sugertis. Mes galime visiškai sugerti šviesą su maždaug 50 grafeno sluoksnių. Tai sunku kitoms medžiagoms. Tačiau grafenas gali, mums reikia tik vieno jo sluoksnio, todėl jis labai naudingas. Grafenas turi labai gerą šilumos laidumą. Šiuo metu yra du pagrindiniai šilumos laidumo būdai. Vienas iš jų vadinamas elektroniniu šilumos laidumu, tai yra, jei medžiaga yra labai laidi, jos šilumos laidumas dažnai taip pat yra labai geras, pavyzdžiui, vario ir aliuminio. Tačiau yra ir kita medžiaga, kurios šilumos laidumas nesiremia elektros laidumu. Jis priklauso nuo fononų, tai yra, garso bangos sklidimo greičio. Grafene garso bangų sklidimo greitis gali siekti 22km/s, todėl turi labai gerą šilumos laidumą.