Môžu grafénové masky zabrániť zákalu

1. Mechanické vlastnosti Mechanické vlastnosti grafénu sú veľmi pevné a jeho mechanická pevnosť v ťahu dosahuje 130 GPa, čo zodpovedá 100-násobku pevnosti ocele. Teoreticky vypočítané, ak efektívna hrúbka spoja grafénu môže dosiahnuť jeden milimeter, môže uniesť hmotnosť slona. Odkiaľ pochádzajú jeho silné mechanické vlastnosti? Ako sme povedali na začiatku, štruktúra určuje vlastnosti. Je to dvojrozmerná štruktúra a reťazec medzi uhlíkom a uhlíkom je veľmi silný. Okolo každého uhlíka sú traja susedia. Uhlíková väzba vytvorená týmito tromi susedmi je veľmi krátka a veľmi pevná, čo podporuje vysoké mechanické vlastnosti grafénu.

2. Elektrické vlastnosti Za zmienku stoja jeho elektrické vlastnosti. Jeho pohyblivosť elektrónov môže dosiahnuť 200 000 cm^2/Vs, čo je stokrát viac ako u kremíka. Čo je mobilita elektrónov? Znamená to, ako rýchlo môžu elektróny bežať v tomto materiáli. Vodivosť materiálu je určená dvoma vecami. Jedným je, ako rýchlo v ňom bežia elektróny, a druhým, koľko elektrónov v ňom beží. Vieš si predstaviť diaľnicu. Aká je povolená rýchlosť na tejto diaľnici? Ako rýchlo môže auto jazdiť? Počet áut, ktoré po nej jazdia, určuje kapacitu tejto diaľnice. Takže pri výrobe elektronických zariadení často dúfame, že budeme mať vysokú kapacitu, aby sa mohla urýchliť výpočtová rýchlosť zariadenia. Po druhé, jeho aktuálna tolerancia hustoty je veľmi veľká. Napríklad máme bežne používaný drôt, ako je kovový drôt medený drôt. Prechádzame prúdom. Ak sa napätie zvýši a prúd sa do určitej miery zvýši, prúd spáli medený drôt. Ale schopnosť grafénu odolávať horeniu je veľmi vysoká, môže dosiahnuť 1 miliónkrát vyššiu ako meď! Ak použijeme grafén ako vodič, hmotnosť vodiča sa môže výrazne znížiť. Nedávny objav ukazuje, že ak sa dvojvrstvový grafén otočí pod uhlom, dôjde k určitej supravodivosti. Má však nedostatok v elektrických vlastnostiach, ktorým je jeho nulová energetická pásmová medzera. Energetické pásmo [4] súvisí s existenciou polovodiča. Ak je toto energetické pásmo vhodné, je to dobrý polovodič. Keďže grafén má pásmo nulovej energie, nie je to polovodič, ale kovová vlastnosť, takže je stále ťažké vyrábať elektronické zariadenia. Vedci prekonávajú problémy spôsobené týmito pásmami s nulovou energiou.

3. Hustota a veľký špecifický povrch Grafén je veľmi hustý materiál. Pretože jeho väzby sú veľmi krátke, vzdialenosť medzi atómami je veľmi blízka, iba 0,142 nm. Inými slovami, ani malé molekuly a atómy ako vodík a hélium ním nemôžu prejsť. Je to veľmi dobrý bariérový materiál so špecifickým povrchom 2630 m^2/g, čo znamená, že jeho plocha je veľmi veľká. Pozrime sa na stredný obrázok, ktorý predstavuje penovú štruktúru vyrobenú z grafénu. Dokáže sa udržať sám, ale je veľmi ľahký. Položili sme ho na trávu s psom chvostom a nezdá sa, že by tráva mala žiadne štrukturálne zmeny. Tieto grafény môžeme použiť na výrobu niektorých filtračných materiálov. Otvorením niekoľkých malých otvorov kontrolovateľnej veľkosti na nich môžeme oddeliť rôzne plyny alebo kvapaliny. Napríklad separácia soli v morskej vode a separácia kyslíka a dusíka vo vzduchu.

4. Vlastnosti svetla a tepla Vlastnosti svetla v graféne, pretože existuje len jeden zdroj uhlíka, iba jedna vrstva atómov uhlíka, jeho priepustnosť môže dosiahnuť 97,7%, čo znamená, že jedna vrstva atómov uhlíka môže absorbovať 2,3% svetla . Je to veľké alebo malé? V skutočnosti ide o veľmi silnú absorpciu svetla. Svetlo dokážeme úplne pohltiť asi 50 vrstvami grafénu. To je ťažké pre iné materiály. Ale grafén môže, potrebujeme z neho iba jednu vrstvu, vďaka čomu je veľmi užitočný. Grafén má veľmi dobrú tepelnú vodivosť. V súčasnosti existujú dva hlavné spôsoby tepelnej vodivosti. Jeden sa nazýva elektronická tepelná vodivosť, to znamená, že ak je materiál veľmi vodivý, jeho tepelná vodivosť je často tiež veľmi dobrá, ako napríklad meď a hliník. Existuje však aj iný materiál, ktorý sa pri tepelnej vodivosti nespolieha na elektrickú vodivosť. Spolieha sa na fonóny, teda na rýchlosť šírenia zvukových vĺn. V graféne môže rýchlosť šírenia zvukových vĺn dosiahnuť 22 km/s, takže má veľmi dobrú tepelnú vodivosť.