Kan grafenmasker forhindre uklarhet

1. Mekaniske egenskaper De mekaniske egenskapene til grafen er meget sterke, og dens mekaniske strekkfasthet når 130GPa, som tilsvarer 100 ganger stålets. Teoretisk beregnet, hvis den effektive forbindelsestykkelsen til grafen kan nå en millimeter, kan den bære vekten til en elefant. Hvor kommer dens sterke mekaniske egenskaper fra? Som vi sa i begynnelsen - struktur bestemmer egenskaper. Det er en todimensjonal struktur, og kjeden mellom karbon og karbon er veldig sterk. Det er tre naboer rundt hvert karbon. Karbonbindingen dannet av disse tre naboene er veldig kort og veldig sterk, noe som støtter de høye mekaniske egenskapene til grafen.

2. Elektriske egenskaper Dens elektriske egenskaper er verdt å nevne. Elektronmobiliteten kan nå 200 000 cm^2/Vs, som er hundre ganger større enn for silisium. Hva er elektronmobilitet? Det betyr hvor fort elektroner kan løpe i dette materialet. Konduktiviteten til et materiale bestemmes av to ting. Den ene er hvor fort elektronene løper i den, og den andre er hvor mange elektroner som løper i den. Du kan tenke deg en motorvei. Hva er fartsgrensen på denne motorveien? Hvor fort kan bilen kjøre? Antall biler som kjører på den bestemmer kapasiteten til denne motorveien. Så ved produksjon av elektroniske enheter håper vi ofte å ha høy kapasitet, slik at datahastigheten til enheten kan akselereres. For det andre er dens nåværende tetthetstoleranse veldig stor. For eksempel har vi en vanlig brukt ledning, for eksempel en metalltråd kobbertråd. Vi passerer strøm. Hvis spenningen øker og strømmen øker til en viss grad, vil strømmen brenne kobbertråden. Men grafenens evne til å motstå brenning er veldig høy, den kan nå 1 million ganger kobbers!Hvis vi bruker grafen som leder, kan vekten av lederen reduseres kraftig. En fersk oppdagelse viser at hvis et dobbeltlags grafen roteres i en vinkel, vil det oppstå en viss superledning. Imidlertid har den en mangel i elektriske egenskaper, som er dens nullenergibåndgap. Energibåndet [4] er relatert til eksistensen av en halvleder. Hvis dette energibåndet er passende, er det en god halvleder. Siden grafen har et nullenergibånd, er det ikke en halvleder, men en metallisk egenskap, så det er fortsatt vanskelig å lage elektroniske enheter. Forskere overvinner problemene forårsaket av disse nullenergibåndene.

3. Tetthet og stort spesifikt overflateareal Grafen er et svært tett materiale. Fordi bindingene er veldig korte, er avstanden mellom atomene veldig nær, bare 0,142 nm. Med andre ord, selv små molekyler og atomer som hydrogen og helium kan ikke passere gjennom det. Det er et veldig godt barrieremateriale med et spesifikt overflateareal på 2630m^2/g, noe som betyr at arealet er veldig stort. La oss se på det midterste bildet, som er en skumlignende struktur laget av grafen. Den kan støtte seg selv, men den er veldig lett. Vi legger den på et hundehalegress, og hundehalegresset ser ikke ut til å ha noen strukturelle endringer. Vi kan bruke disse grafenene til å lage noen filtreringsmaterialer. Ved å åpne noen små hull av kontrollerbar størrelse på dem, kan vi skille forskjellige gasser eller væsker. For eksempel separering av salt i sjøvann og separering av oksygen og nitrogen i luften.

4. Egenskaper til lys og varme Egenskapene til lys i grafen, fordi det bare er en karbonkilde, bare ett lag med karbonatomer, kan dets transmittans nå 97,7%, noe som betyr at ett lag med karbonatomer kan absorbere 2,3% av lyset . Er dette stort eller lite? Faktisk er det en veldig sterk lysabsorpsjon. Vi kan fullstendig absorbere lys med ca 50 lag grafen. Dette er vanskelig for andre materialer. Men grafen kan, vi trenger bare ett lag av det, noe som gjør det veldig nyttig. Grafen har meget god varmeledningsevne. Det er for tiden to hovedmåter for termisk ledningsevne. Den ene kalles elektronisk termisk ledningsevne, det vil si at hvis et materiale er veldig ledende, er dets varmeledningsevne ofte også veldig bra, for eksempel kobber og aluminium. Men det er et annet materiale som ikke er avhengig av elektrisk ledningsevne for termisk ledningsevne. Den er avhengig av fononer, det vil si hastigheten på lydbølgeutbredelsen. I grafen kan lydbølgeforplantningshastigheten nå 22 km/s, så den har en veldig god varmeledningsevne.