Hola, ¿conoces el grafeno?
El grafeno es un cristal bidimensional. El grafito común se forma apilando capas de átomos de carbono planos dispuestos en forma de panal. La fuerza entre capas del grafito es débil y es fácil de desprenderse entre sí. para formar finas láminas de grafito. Cuando las láminas de grafito se pelan en una sola capa, esta única capa con un espesor de un solo átomo de carbono es grafeno. El último descubrimiento del grafeno es la forma más eficaz de prevenir la corrosión. Los recubrimientos poliméricos de uso común se rayan fácilmente y reducen el rendimiento protector del grafeno, ya que una película protectora ralentiza significativamente la velocidad de corrosión del metal y lo hace más fuerte y resistente a los daños. El grafeno no sólo es una nueva estrella en la industria electrónica, sino que su futuro en las industrias tradicionales también es ilimitado. Su dirección de aplicación: anticorrosión marina, anticorrosión de metales, anticorrosión pesada y otros campos. El grafeno tiene buenas propiedades de conductividad térmica y eléctrica. Sin embargo, la película flexible de disipación de calor de grafeno desarrollada y producida utilizando grafeno puede ayudar a las computadoras portátiles, teléfonos inteligentes, pantallas LED, etc. existentes. El grafeno puede ayudar a mejorar en gran medida el rendimiento de disipación de calor.
Información básica
Nombre chino: grafeno
Nombre en inglés: grafeno
Composición: átomos de carbono
Extracción tiempo: 2004
Descubierto por: Geim, Novoselov
Movilidad electrónica: 15000 cm2/(v s)
Módulo de Young: 1100 GPa
Rotura Resistencia: 130GPa
Conductividad térmica: 5000W/(m·K)
Superficie específica teórica: 2630m2/g
Transmitancia de luz visible: ≥97
Campos de aplicación: energía, materiales, electrónica, biomedicina
Espesor: una capa atómica
Características
Conductividad
Grafeno La estructura reticular estable permite que los átomos de carbono tengan una excelente conductividad eléctrica. A medida que los electrones del grafeno se mueven en órbitas, no se dispersan por defectos de la red ni por la introducción de átomos extraños. Debido a que la fuerza interatómica es muy fuerte, a temperatura ambiente, incluso si los átomos de carbono circundantes chocan, los electrones del grafeno sufrirán muy poca interferencia.
Propiedades mecánicas
El grafeno es la sustancia más fuerte conocida por la humanidad. Es más duro que el diamante y 100 veces más resistente que el mejor acero del mundo. Físicos de la Universidad de Columbia realizaron un estudio exhaustivo de las propiedades mecánicas del grafeno. Seleccionaron unas partículas de grafeno de 10 a 20 micrones. Los investigadores primero colocaron estas muestras de grafeno en una lámina de cristal con pequeños agujeros perforados en la superficie. El diámetro de estos agujeros era de entre 1 y 1,5 micrones. Luego utilizaron una sonda hecha de diamante para aplicar presión al grafeno colocado sobre los pequeños agujeros para probar su capacidad para resistirlo.
Antes de que las partículas de la muestra de grafeno comenzaran a fragmentarse, la presión máxima que podían soportar por cada 100 nanómetros alcanzaba aproximadamente 2,9 micronewtons. Según los cálculos de los científicos, este resultado equivale a aplicar una presión de 55 Newtons para romper un grafeno de 1 metro de largo. Si una bolsa estuviera hecha de grafeno, podría contener un objeto que pesara unas dos toneladas.
Absorción saturada
Cuando la intensidad de la onda de luz de entrada supera un umbral, esta propiedad de absorción única comenzará a saturarse. Este comportamiento óptico no lineal se denomina absorción saturable y el umbral se denomina fluidez de saturación. Dada una fuerte excitación de luz visible o infrarrojo cercano, el grafeno puede saturarse fácilmente debido a su absorción general de ondas de luz y sus propiedades de brecha de energía cero. El grafeno se puede utilizar para el funcionamiento de modo bloqueado de láseres de fibra. Los absorbentes saturables hechos de grafeno pueden lograr un bloqueo en modo de banda completa. Debido a esta propiedad especial, el grafeno tiene una amplia gama de aplicaciones en fotónica ultrarrápida.
Transporte de espín
Los científicos creen que el grafeno será un material espintrónico ideal porque su interacción espín-órbita es pequeña y el carbono casi no tiene momento magnético nuclear. Utilizando el efecto de magnetorresistencia no local, fue posible medir la confiabilidad de la inyección de espín en películas de grafeno a temperatura ambiente, y se observó que la longitud de coherencia del espín excedía 1 micrón. Usando una puerta, se puede controlar la polaridad de la corriente de espín.
Interacción de electrones
Existen fuertes interacciones entre los electrones del grafeno y entre los electrones y la rejilla alveolar. Los científicos utilizaron el sincrotrón de electrones Advanced Light Source (ALS) del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en Estados Unidos. El brillo de la radiación luminosa producida por este acelerador equivale a 100 millones de veces la intensidad de los rayos X médicos. Los científicos utilizaron esta potente fuente de luz para observar y descubrieron que los electrones del grafeno no solo interactúan fuertemente con la red de panal, sino que también tienen fuertes interacciones entre los electrones.