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Revolutionäres Wundermaterial: Graphen

Revolutionäres Wundermaterial: Graphen


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[Bildquelle: AlexanderAlUS ,, Wikipedia]

Viele Menschen sind mit Silizium vertraut, aber es scheint, dass ein neues Wundermaterial namens Graphen es in allen möglichen Branchen ersetzen könnte. Graphen ist ein ein Atom dickes Material, das Elektrizität besser als Silber leitet, Wärme besser als Diamanten leitet und stärker als Stahl ist. Elektronen können sich fast mit Lichtgeschwindigkeit über Graphen bewegen 250 mal schneller als sie sich durch Silizium bewegen. Seine Stärke beruht auf seiner dicht gepackten hexagonalen Anordnung der Kohlenstoffatome. Graphen ist die einzige Form von Kohlenstoff, in der jedes Atom von zwei Seiten für chemische Reaktionen zur Verfügung steht.

Sehen Sie sich dieses SciShow-Video an, um zu verstehen, was Graphen ist.

Graphen könnte diese Bereiche revolutionieren: superschnelles Computing, Sonnenkollektoren, unglaublich leichte Wearables, flexible Telefone, Schaltkreise, Transistoren, und es könnte zu Batterien führen, die weitaus mehr Kapazität haben als die heutigen Netzteile. Dies könnte bedeuten, dass Smartphones nur einmal pro Woche und nicht täglich aufgeladen werden müssen. Häuser, Gebäude, Autos und Kleidung könnten mit graphenverkapselten Photovoltaik-Solarzellen beschichtet werden, um eine neue Ära erneuerbarer Energien einzuleiten. Monitore und Telefone können flexibel und hauchdünn werden. Computer könnten zu schnell werden, als dass wir mithalten könnten. Überlegen Sie, was mit der Schnittstelle zwischen fortgeschrittener KI und lächerlich schnellem Computing passieren könnte. Die Menge an Dingen und Branchen, die es revolutionieren könnte, ist atemberaubend und könnte sogar zu einem integralen Bestandteil des Internet der Dinge werden. Viele Futuristen haben vorausgesagt, dass die Glas-Smartphones von heute morgen durch flexible Bildschirme ersetzt werden.

SIEHE AUCH: Graphen-Nanobots können Schadstoffe aus dem Ozean entfernen

So könnten Telefone in der Zukunft einer von Graphen dominierten Welt aussehen:

Warum wurde Graphen noch nicht zu kommerziell erhältlichen Produkten verarbeitet? Es gibt einen großen Unterschied zwischen der Entdeckung eines potenziellen Materials und einer funktionsfähigen Technologie. Derzeit gibt es zwei Hauptprobleme mit Graphen: Massenproduktion und Bandlücke. Es ist schwierig, Graphen in reiner Form über eine große Oberfläche herzustellen. Derzeit werden verschiedene Methoden getestet. Auch die Kanten von Graphen neigen zum Ausfransen, was zu Sprödigkeit führt. Es ist nicht nur nicht einfach herzustellen, sondern es gibt auch einen Mangel an natürlich vorkommendem, fehlerfreiem Graphen auf der Erde. Auch Graphen ist in seiner natürlichen Form teuer.

Und was die Bandlücke betrifft, erklärt Dr. Kevin Curran:

"Derzeit sind Graphen-Transistoren schwer auszuschalten, und das kann ein Spielstopper sein, da in der digitalen Elektronik der Ausschaltzustand erforderlich ist, um den Stromfluss zu blockieren und keine Verlustleistung zu haben, wenn sich der Transistor im Ausschaltzustand befindet bekannt als das "Bandlücken" -Problem. " ~ TechRadar

Damit Graphen Silizium vollständig ersetzen kann, muss der Ein-Aus-Zustand aufgelöst werden. Die Probleme mit der Massenproduktion müssen ebenfalls gelöst werden. Dies kann viele Jahre dauern und ist möglicherweise nicht einmal möglich. Dies hindert jedoch die immer länger werdende Reihe von Unternehmen, die auf den Erfolg von Graphen setzen, nicht daran, sich anzustellen. Einige der Unternehmen, die Ressourcen für die Entwicklung von Graphen bereitstellen, sind: FlexEnable, Nokia, Airbus, Philips, Alcatel Lucent, BASF, Ericsson und BAE. Dies ist nur eine sehr unvollständige Liste.

Artikel von Leah Stephens geschrieben. Sie ist Schriftstellerin, Künstlerin und Experimentatorin. Sie können ihr auf Twitter oder Medium folgen.

Geschrieben von Leah Stephens


Schau das Video: The wonder material that never made it - BBC REEL (Juni 2022).


Bemerkungen:

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