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石墨烯及其應用。石墨烯的發現。納米技術在現代世界

相對最近在科學和技術是一個新的領域，被稱為納米技術。對於這門學科的前景不僅是巨大的。他們雄心勃勃。的顆粒，被稱為“納米”是等於任何值的分數的十億分之一的值。這些尺寸只能進行比較，以原子和分子的大小。例如，納米被稱為米的十億分之一。

科學新領域的主要方向

納米技術稱為那些操縱分子和原子的水平的問題。因此，科學的這個區域也被稱為分子技術。什麼是其發展的動力？納米技術在當今世界已經出現得益於講座 Richarda Feynmana。在它的科學家已經證明，有直接從原子中創造的東西沒有任何障礙。

指名為組裝微小顆粒的有效操作。這種分子納米機器，其可以用於構建任何結構。例如，彙編器可稱為天然核糖體在生物合成的蛋白質。

納米技術在現代世界並不擅長的只是一個單一的區域。他們代表的直接關係到許多基礎科學的研究範圍很廣。其中包括物理，化學和生物。據科學家介紹，這些科學將有最強大的動力，對未來的納米技術革命的大背景下的發展。

適用範圍

列出的人類活動，今天的納米技術被使用，這是因為非常令人印象深刻的是不可能的所有領域。所以，用科學的這個領域的幫助下產生：

- 用於超高密度記錄的信息的設備;
- 各種設備;
-傳感器，太陽能電池，半導體晶體管;
- 信息，計算和信息技術;
- 納米壓印和納米光刻;
- 用於存儲能量的裝置，和燃料電池;
- 國防，太空和航空應用;
- bioinstrumentary。

納米技術在俄羅斯，美國，日本和一些歐洲國家更多的資金這一科學領域每年分配。這是由於對這一領域的研究的發展前景廣闊。

納米技術是根據聯邦目標計劃，該計劃不僅提供了巨大的財務成本在俄羅斯發展，但還攜帶了大量的設計和研究工作。為了實現要在國家和跨國公司的水平，凝聚各類科技系統的努力目標。

新材料

納米技術已使科學家以產生碳板難度比金剛石，其厚度只有一個原子。它由石墨烯。它是在宇宙中，這要比矽計算機芯片更好發送電力最薄和最強的材料。

石墨烯的發現是一個真正的革命事件，這將使我們的生活太大的變化。這種材料是如此的獨特的物理特性從根本上改變的東西，物質的人性。

發現的歷史

石墨烯是二維晶體。它的結構是由碳原子的六方晶格。石墨烯的理論研究早就開始讓他的真正的設計，因為這種材料是構建三維石墨晶體的基礎之前。

即使在1947 G. P. Volles他有石墨烯的一些性質，證明其結構是類似的金屬，以及類似的超相對論粒子，中微子和無質量光子的某些特徵。然而，這種新材料有，使得它在其性質獨特某些顯著的差異。但僅得到2004年這些發現證實，當康斯坦丁·諾沃肖洛夫和安德烈·海姆最早是由在自由狀態下的碳獲得。這種新物質被稱為石墨烯，並獲重大發現的科學家。找到這個項目可以是鉛筆。其石墨棒是由多個石墨烯層。如何做一個鉛筆留下紙上的標誌？事實是，儘管層的核心部件的強度，它們之間有一個非常薄弱的環節。他們很容易陷入與紙張接觸，留下了線索以書面形式。

使用新材料

據科學家研究，是基於石墨烯的傳感器，能夠分析飛機的實力和條件，以及預測地震。但是，只有當具有這種性質的材料會留下令人驚嘆的牆壁實驗室明朗化實際應用將在物質的方向發展。目前一天，化學家，物理學家和電氣工程師已經有意石墨烯的獨特功能。經過短短幾克該物質可覆蓋的領土，相當於一個足球場。

石墨烯及其應用生產輕質衛星和飛機可能考慮。在這方面，新的材料可以代替碳纖維在複合材料中。納米材料可以用來代替矽晶體管及其在塑料執行給它的導電性。

石墨烯及其使用事項傳感器製造中考慮。形成最新材料的基礎上，這些設備將能夠檢測到最危險的分子。但有時在生產電動電池的使用納米粉體，以提高其有效性。

石墨烯及其應用在光電討論。新材料，會變成非常輕便，耐用的塑料從容器將允許幾個星期來保持食物的新鮮。

使用石墨烯和有望製造用於顯示器，太陽能電池板所需的透明導電塗層和更強的和風力渦輪機的機械效應的能力更強。

基於納米材料將有更好的運動器材，醫療植入物和超級電容器。

此外，石墨烯及其應用有關：

- 高頻高功率電子器件;
- 人造膜分離在罐2的液體;
- 改善各種材料的導電性能;
- 創建所述有機發光二極管的顯示器;
- 加速的DNA測序新技術的開發;
- 改進液晶顯示器的;
- 彈道晶體管。

在汽車行業的應用

據研究人員，比能量接近石墨烯65千瓦時/千克。這個數字是一個比是如此普遍時下鋰離子電池高47倍。這個事實，科學家們用來打造新一代的電池充電器。

石墨烯聚合物電池 - 借助所述裝置的最大電功率有效地保留。目前，它的工作是由研究人員在許多國家開展。顯著的進步在這個問題上取得了西班牙科學家。石墨烯的聚合物電池，它們創造了能源消耗，數百次比現有電池相似形更大。他們用它來裝備電動汽車。本機，它安裝石墨烯電池，可行駛不停止數千公里。要充值用盡時將需要超過8分鐘沒有更多的電能來源。

觸摸屏

科學家們不斷探索石墨烯，創建一個新的和無與倫比的東西。因此，碳納米材料已經發現它在生產中的應用，其產生的觸摸屏用的寬屏幕。術語可能會出現這種類型的柔性裝置。

科學家得到了石墨烯片的形狀為矩形，並把它變成透明電極。他還參加了觸摸屏的工作，大大減少了耐用性，透明性，柔韌性，環境友好，成本低。

獲得石墨烯

自2004年以來，當它被打開了最新的納米材料，科學家們已經掌握了一些及其製備方法。但是，最基本的這些方式被認為是：

- 機械剝離;
- 在真空外延生長;
- 冷卻perofaznogo化學（CVD工藝）。

首先這三種方法是最簡單的。石墨烯與生產機械剝離是石墨的一種特殊應用到粘合帶的粘合劑表面上。此基礎上後，像一張紙，開始彎曲和伸直，分離所需材料。當應用這種方法石墨烯獲得最高的質量。然而，這些行動不適合大規模生產納米材料。

當使用薄的矽晶片的外延生長的方法中使用時，表面層，其是碳化矽。此外，該材料在非常高的溫度（1000 K）加熱。作為化學反應的結果是由碳原子的矽原子，其中第一個汽化分離。其結果是，記錄仍然是純石墨烯。這種方法的缺點是使用非常高的溫度，這可以碳原子的燃燒過程中發生的必要性。

用於大量生產石墨烯中，CVD-過程中最可靠且簡單的方法。它是一種方法，其中所述塗覆有金屬的催化劑和烴類氣體之間的化學反應。

產生石墨烯？

迄今為止，最大的公司，產生一個新的納米材料位於中國。寧波Morsh技術 - 製造商的名稱。石墨烯的生產，他們在2012年開始。

納米材料的主要消費者是公司重慶Morsh技術。石墨烯用它用於製作導電透明膜，其被插入到所述觸摸屏顯示器的。

最近比較，一個著名的諾基亞公司發布了關於圖像傳感器的專利。由於這種非常需要的部分是石墨烯的光學儀器元件的幾個層。在這樣的攝像頭的傳感器中使用的材料大大增加了它們的靈敏度（高達1000倍）。同時觀察到電力消耗減少。好相機，智能手機也將包含石墨烯。

家庭環境的準備，

是否可以在家裡製作石墨烯？原來，是的！你只需要花費不低於400 W的廚房攪拌器的容量，並按照愛爾蘭物理學家開發的方法。

在家裡是如何生產的石墨烯？為此目的，該混合器杯通過加入10-25毫升任何液體洗滌劑和20-50克壓碎的石板的傾倒500ml的水。此外，該設備應為10分鐘至半小時運行，直到石墨烯薄片的漿料的外觀。將得到的材料將具有高的導電性，將允許其在太陽能電池的電極使用。石墨烯還可以提高在國內環境中產生的塑料的性質。

氧化物納米材料

科學家積極研究和分子的附著或含氧的官能團（一個或多個）的石墨烯結構，使得內部或在碳網的邊緣。其中該固體納米氧化物是第一二維圖像，這已達到商業化生產的階段。從這種結構的納米顆粒和微粒的科學家厘米級生產的樣品。

因此，中國科學家最近獲得與碳diofilizirovannym組合石墨烯氧化物。這是一個很輕的材料立方厘米被保持在一個小花瓣。但這種新的物質，其中氧化石墨烯是世界上最堅固的一個。

生物醫學應用

氧化石墨烯選擇性的獨特性質。這將允許物質找到一個生物醫學應用。所以，這要歸功於科學家的工作是可以使用的氧化石墨烯用於癌症診斷。檢測癌症在其發展的早期階段使納米材料的獨特的光學性能和電性能。

此外氧化石墨烯允許的藥品和診斷靶向遞送。在此材料的基礎是吸附生物傳感器，指向DNA分子。

工業應用

基於氧化石墨烯的各種吸附劑可以被施加到被感染dezaktsivatsii天然和人造物體。活性納米材料的切割可以處理地下水和地表水，土壤和從所述放射性核素清除它們。

從氧化石墨烯的過濾器可以提供superchistotoy前提，其中，用於特殊應用產生的電子部件。這種材料的獨特性能會滲透到精細化工領域的技術。特別地，這可以是放射性的散射和稀有金屬的提取。因此，使用氧化石墨烯的允許提取從低品位礦石金。