چگونه گرافن می‌تواند جهان را تغییر دهد؟

از حمل‌ونقل گرفته تا حوزه انرژی، گراافن می‌تواند در زمینه‌های مختلف مورد استفاده قرار گیرد و پتانسیل تبدیل شدن به یک ماده مهندسی در همه جا را دارد.

کد خبر: ۱۰۴۰۳۰۰

دوشنبه - ۰۹ آبان ۱۴۰۱ / October 31, 2022

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، از حمل‌ونقل گرفته تا حوزه انرژی، گراافن می‌تواند در زمینه‌های مختلف مورد استفاده قرار گیرد و پتانسیل تبدیل شدن به یک ماده مهندسی در همه جا را دارد. جیاکسینگ هوانگ، استاد رشته مهندسی مواد در دانشگاه Westlake، نظرات خود را در مورد گرافن به اشتراک گذاشته است.

چرا گرافن مهم است؟

بیایید به ساختار گرافن نگاه کنیم. ساختار اصلی کل خانواده گرافن، لایه‌های تک اتمی کربن است. این کربن از تک اتم‌ها تشکیل شده است و این ویژگی ساختاری اساسی گرافن است.

بر اساس این ویژگی ساختاری، گرافن چه ویژگی‌های هیجان‌انگیزی دارد؟

اولین مورد سختی است. گرافن از نوع تک اتمی است و ساختاری آزاد دارد که آن را به ماده‌ای فوق‌العاده قوی تبدیل می‌کند.

دوم نازکی آن است. این ماده از یک لایه اتمی منفرد ساخته شده است، بر خلاف انواع دیگر مواد مانند کاغذ، که می‌توانند در ضخامت‌های متفاوتی ساخته شوند؛ بنابراین فقط یک اتم ضخامت خواهد داشت. خواص الکتریکی آن منجر به توانایی قوی در جذب نور می‌شود.

گرافن همچنین دارای خواص دیگری مانند رسانایی الکتریسیته، تولید گرما و داشتن واکنش شیمیایی پایدار است. اگر آن را برای مدت طولانی در هوا رها کنید، تغییر نمی‌کند پس برای استفاده‌های مختلف مناسب است.

چگونه گرافن می‌تواند صنایع را متحول کند؟

گرافن می‌تواند به یک ماده مهندسی پرکاربرد مانند آلیاژ آلومینیوم تبدیل شود که آنقدر در همه جا وجود دارد که حتی نمی‌دانید که درآنجا‌ها وجود دارد.

من فکر می‌کنم استفاده از گرافن در یک فوران بزرگ اتفاق نمی‌افتد، بلکه در یک فرآیند افزایشی و دگرگون‌کننده‌تر اتفاق می‌افتد. این مواد ممکن است در نهایت در تلفن، کامپیوتر یا حتی در لباس‌های شما مانند کت گرافن استفاده شود.

گرافن این پتانسیل را دارد که در همه جا در هر گوشه‌ای از زندگی شما حضور داشته باشد. اگر می‌خواهید از ماده‌ای برای مدیریت گرما در زمینه‌هایی مانند فضای بیرونی و اکتشافات اعماق دریا استفاده کنید، گرافن به عنوان یک ماده غیر فلزی سبک‌تر و مقاومت در برابر تشعشع گزینه بهتری است. به همین دلیل است که می‌گویم به یک ماده مهندسی اساسی تبدیل خواهد شد. گوشی‌های هوشمند در حال حاضر از گرافن برای خنک کردن استفاده می‌کنند. این ماده سبک‌تر از مس است و در انتقال حرارت بهتر عمل می‌کند.

پیشرفت چین در توسعه گرافن

در چین، ما اکنون توانایی تولید قابل توجه گرافن را در یک لایه و چند لایه داریم. چین از نظر تعداد تولیدکنندگان پودر گرافیت در سراسر جهان پیشتاز است. ساختار‌های فیبری، فوم‌شکل و انواع دیگری نیز وجود دارد که شرکت‌های چینی در آن‌ها به خوبی عمل کرده‌اند.

با این حال، این صنعت دارای یک مانع تکنولوژیکی بالایی است. بسیاری از استارتاپ‌ها و نهاد‌های آمریکایی، که کار‌های مشابه ما انجام می‌دهند، وجود دارند. اما آن‌ها به زودی با یک گلوگاه مواجه خواهند شد که رسانایی گرافن تولید شده، دو مرتبه بدتر از مس است. زمانی که سعی می‌کنید این شکاف را پیش ببرید و ببندید، کار ده برابر دشوارتر می‌شود. با این حال، من نتایج تحقیقات و کاربرد‌های گرافن را در چین، نزدیک به عملکرد مس، دیده‌ام که واقعاً خارق‌العاده است.