石墨烯及其应用。 石墨烯的发现。 纳米技术在现代世界

相对最近在科学和技术是一个新的领域，被称为纳米技术。 对于这门学科的前景不仅是巨大的。 他们雄心勃勃。 的颗粒，被称为“纳米”是等于任何值的分数的十亿分之一的值。 这些尺寸只能进行比较，以原子和分子的大小。 例如，纳米被称为米的十亿分之一。

科学新领域的主要方向

纳米技术称为那些操纵分子和原子的水平的问题。 因此，科学的这个区域也被称为分子技术。 什么是其发展的动力？ 纳米技术在当今世界已经出现得益于讲座Richarda Feynmana。 在它的科学家已经证明，有直接从原子中创造的东西没有任何障碍。

指名为组装微小颗粒的有效操作。 这种分子纳米机器，其可以用于构建任何结构。 例如，汇编器可称为天然核糖体在生物合成的蛋白质。

纳米技术在现代世界并不擅长的只是一个单一的区域。 他们代表的直接关系到许多基础科学的研究范围很广。 其中包括物理，化学和生物。 据科学家介绍，这些科学将有最强大的动力，对未来的纳米技术革命的大背景下的发展。

适用范围

列出的人类活动，今天的纳米技术被使用，这是因为非常令人印象深刻的是不可能的所有领域。 所以，用科学的这个领域的帮助下产生：

- 用于超高密度记录的信息的设备;
- 各种设备;
-传感器， 太阳能电池，半导体晶体管;
- 信息，计算和信息技术;
- 纳米压印和纳米光刻;
- 用于存储能量的装置，和燃料电池;
- 国防，太空和航空应用;
- bioinstrumentary。

纳米技术在俄罗斯，美国，日本和一些欧洲国家更多的资金这一科学领域每年分配。 这是由于对这一领域的研究的发展前景广阔。

纳米技术是根据联邦目标计划，该计划不仅提供了巨大的财务成本在俄罗斯发展，但还携带了大量的设计和研究工作。 为了实现要在国家和跨国公司的水平，凝聚各类科技系统的努力目标。

新材料

纳米技术已使科学家以产生碳板难度比金刚石，其厚度只有一个原子。 它由石墨烯。 它是在宇宙中，这要比硅计算机芯片更好发送电力最薄和最强的材料。

石墨烯的发现是一个真正的革命事件，这将使我们的生活太大的变化。 这种材料是如此的独特的物理特性从根本上改变的东西，物质的人性。

发现的历史

石墨烯是二维晶体。 它的结构是由碳原子的六方晶格。 石墨烯的理论研究早就开始让他的真正的设计，因为这种材料是构建三维石墨晶体的基础之前。

即使在1947 G. P. Volles他有石墨烯的一些性质，证明其结构是类似的金属，以及类似的超相对论粒子，中微子和无质量光子的某些特征。 然而，这种新材料有，使得它在其性质独特某些显著的差异。 但仅得到2004年这些发现证实，当康斯坦丁·诺沃斯洛弗和 安德烈·海姆 最早是由在自由状态下的碳获得。 这种新物质被称为石墨烯，并获重大发现的科学家。 找到这个项目可以是铅笔。 其石墨棒是由多个石墨烯层。 如何做一个铅笔留下纸上的标志？ 事实是，尽管层的核心部件的强度，它们之间有一个非常薄弱的环节。 他们很容易陷入与纸张接触，留下了线索以书面形式。

使用新材料

据科学家研究，是基于石墨烯的传感器，能够分析飞机的实力和条件，以及预测地震。 但是，只有当具有这种性质的材料会留下令人惊叹的墙壁实验室明朗化实际应用将在物质的方向发展。 目前一天，化学家，物理学家和电气工程师已经有意石墨烯的独特功能。 经过短短几克该物质可覆盖的领土，相当于一个足球场。

石墨烯及其应用生产轻质卫星和飞机可能考虑。 在这方面，新的材料可以代替 碳纤维 在复合材料中。 纳米材料可以用来代替硅晶体管及其在塑料执行给它的导电性。

石墨烯及其使用事项传感器制造中考虑。 形成最新材料的基础上，这些设备将能够检测到最危险的分子。 但有时在生产电动电池的使用纳米粉体，以提高其有效性。

石墨烯及其应用在光电讨论。 新材料，会变成非常轻便，耐用的塑料从容器将允许几个星期来保持食物的新鲜。

使用石墨烯和有望制造用于显示器，太阳能电池板所需的透明导电涂层和更强的和风力涡轮机的机械效应的能力更强。

基于纳米材料将有更好的运动器材，医疗植入物和超级电容器。

此外，石墨烯及其应用有关：

- 高频高功率电子器件;
- 人造膜分离在罐2升的液体;
- 改善各种材料的导电性能;
- 创建所述有机发光二极管的显示器;
- 加速的DNA测序新技术的开发;
- 改进液晶显示器的;
- 弹道晶体管。

在汽车行业的应用

据研究人员，比能量接近石墨烯65千瓦时/千克。 这个数字是一个比是如此普遍时下锂离子电池高47倍。 这个事实，科学家们用来打造新一代的电池充电器。

石墨烯聚合物电池 - 借助所述装置的最大电功率有效地保留。 目前，它的工作是由研究人员在许多国家开展。 显著的进步在这个问题上取得了西班牙科学家。 石墨烯的聚合物电池，它们创造了能源消耗，数百次比现有电池相似形更大。 他们用它来装备电动汽车。 本机，它安装石墨烯电池，可行驶不停止数千公里。 要充值用尽时将需要超过8分钟没有更多的电能来源。

触摸屏

科学家们不断探索石墨烯，创建一个新的和无与伦比的东西。 因此，碳纳米材料已经发现它在生产中的应用，其产生的触摸屏用的宽屏幕。 术语可能会出现这种类型的柔性装置。

科学家得到了石墨烯片的形状为矩形，并把它变成透明电极。 他还参加了触摸屏的工作，大大减少了耐用性，透明性，柔韧性，环境友好，成本低。

获得石墨烯

自2004年以来，当它被打开了最新的纳米材料，科学家们已经掌握了一些及其制备方法。 但是，最基本的这些方式被认为是：

- 机械剥离;
- 在真空外延生长;
- 冷却perofaznogo化学（CVD工艺）。

首先这三种方法是最简单的。 石墨烯与生产机械剥离是石墨的一种特殊应用到粘合带的粘合剂表面上。 此基础上后，像一张纸，开始弯曲和伸直，分离所需材料。 当应用这种方法石墨烯获得最高的质量。 然而，这些行动不适合大规模生产纳米材料。

当使用薄的硅晶片的外延生长的方法中使用时，表面层，其是碳化硅。 此外，该材料在非常高的温度（1000 K）加热。 作为化学反应的结果是由碳原子的硅原子，其中第一个汽化分离。 其结果是，记录仍然是纯石墨烯。 这种方法的缺点是使用非常高的温度，这可以碳原子的燃烧过程中发生的必要性。

用于大量生产石墨烯中，CVD-过程中最可靠且简单的方法。 它是一种方法，其中所述涂覆有金属的催化剂和烃类气体之间的化学反应。

产生石墨烯？

迄今为止，最大的公司，产生一个新的纳米材料位于中国。 宁波Morsh技术 - 制造商的名称。 石墨烯的生产，他们在2012年开始。

纳米材料的主要消费者是公司重庆Morsh技术。 石墨烯用它用于制作导电透明膜，其被插入到所述触摸屏显示器的。

最近比较，一个著名的诺基亚公司发布了关于图像传感器的专利。 由于这种非常需要的部分是石墨烯的光学仪器元件的几个层。 在这样的摄像头的传感器中使用的材料大大增加了它们的灵敏度（高达1000倍）。 同时观察到电力消耗减少。 好相机，智能手机也将包含石墨烯。

家庭环境的准备，

是否可以在家里制作石墨烯？ 原来，是的！ 你只需要花费不低于400 W的厨房搅拌器的容量，并按照爱尔兰物理学家开发的方法。

在家里是如何生产的石墨烯？ 为此目的，该混合器杯通过加入10-25毫升任何液体洗涤剂和20-50克压碎的石板的倾倒500ml的水。 此外，该设备应为10分钟至半小时运行，直到石墨烯薄片的浆料的外观。 将得到的材料将具有高的导电性，将允许其在太阳能电池的电极使用。 石墨烯还可以提高在国内环境中产生的塑料的性质。

氧化物纳米材料

科学家积极研究和分子的附着或含氧的官能团（一个或多个）的石墨烯结构，使得内部或在碳网的边缘。 其中该固体纳米氧化物是第一二维图像，这已达到商业化生产的阶段。 从这种结构的纳米颗粒和微粒的科学家厘米级生产的样品。

因此，中国科学家最近获得与碳diofilizirovannym组合石墨烯氧化物。 这是一个很轻的材料立方厘米被保持在一个小花瓣。 但这种新的物质，其中氧化石墨烯是世界上最坚固的一个。

生物医学应用

氧化石墨烯选择性的独特性质。 这将允许物质找到一个生物医学应用。 所以，这要归功于科学家的工作是可以使用的氧化石墨烯用于癌症诊断。 检测癌症在其发展的早期阶段使纳米材料的独特的光学性能和电性能。

此外氧化石墨烯允许的药品和诊断靶向递送。 在此材料的基础是吸附生物传感器，指向DNA分子。

工业应用

基于氧化石墨烯的各种吸附剂可以被施加到被感染dezaktsivatsii天然和人造物体。 活性纳米材料的切割可以处理地下水和地表水，土壤和从所述放射性核素清除它们。

从氧化石墨烯的过滤器可以提供superchistotoy前提，其中，用于特殊应用产生的电子部件。 这种材料的独特性能会渗透到精细化工领域的技术。 特别地，这可以是放射性的散射和稀有金属的提取。 因此，使用氧化石墨烯的允许提取从低品位矿石金。