แล้วกราฟีนล่ะ? สัญญาที่เก็บไว้และรอดำเนินการเกี่ยวกับเนื้อหาแห่งอนาคต

เรารู้ว่ากราฟีนเป็นคาร์บอนแผ่นหนาอะตอมเดี่ยวที่มีคุณสมบัติเฉพาะตัว มีโครงสร้างผลึกหกเหลี่ยมเดี่ยวและแข็งแรงกว่าเหล็ก 200 เท่า มีน้ำหนักเบากว่าอลูมิเนียมถึง 5 เท่าและมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าหรือความร้อนที่เป็นเอกลักษณ์ นับตั้งแต่การค้นพบเราได้ยินคำสัญญาว่าจะปฏิวัติเทคโนโลยีต่างๆได้อย่างไรและในบางกรณีก็มี และสัญญาเหล่านั้นมีกี่ข้อที่จะเป็นจริงในปัจจุบัน?

ยังคงรอดำเนินการ ...

กราฟีนเหมาะสำหรับหน้าจอสัมผัส OLED หรือ LCD แต่ยังไม่มีใครทำตามขั้นตอนนี้ แน่นอนทุกคนชัดเจนว่าในอนาคตเราจะมีกระดาษอิเล็กทรอนิกส์กราฟีน นอกจากนี้หน้าจอมือถือที่มีน้ำหนักเบามากด้วยวัสดุนี้ แต่ ... ยังไม่ได้

ความสามารถในการซึมผ่านของน้ำที่น่าสงสัย แต่ความสามารถในการซึมผ่านของของเหลวและก๊าซอื่น ๆ ส่วนใหญ่ทำให้เหมาะสำหรับการทำตัวกรอง ในไม่ช้าก็มีแผนมากมายที่จะสร้างโรงกลั่นน้ำทะเลด้วยกราฟีน จะมีความสำคัญมากสำหรับหลายพื้นที่ของโลกที่จะได้รับน้ำจืดอย่างง่ายดาย แต่ไม่มีตัวกรองเหล่านั้นยังไม่ได้ออกมาจากห้องปฏิบัติการ

จอแสดงผล OLED ที่ยืดหยุ่นในการทดลอง

เราทราบดีว่าคาร์บอนไฟเบอร์ถูกใช้เป็นจำนวนมากในโครงสร้างของเครื่องบินและขั้นตอนต่อไปคือกราฟีน ทนมากคุณสมบัติทางไฟฟ้าจะช่วยเพิ่มความต้านทานต่อฟ้าผ่า และอยู่ในตัวเซ็นเซอร์สำหรับความพยายามนอกเหนือจากข้อดีอื่น ๆ เครื่องบินมีสายเคเบิลยาวประมาณ 100 กิโลเมตรและกราฟีนในโครงสร้างสามารถประหยัดได้มากที่สุด แต่ ... อีกครั้งมันยังคงเป็นสิ่งที่อยู่ในท่อ

อีกประการหนึ่งของกราฟีนคือประสิทธิภาพของเซลล์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ เกือบโปร่งใสเป็นตัวนำความร้อนและไฟฟ้าที่ดีพฤติกรรมของมันในการใช้งานนี้มีแนวโน้มดีมาก พวกเขาคาดว่าจะไม่เพียงถูกกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่าสวนพลังงานแสงอาทิตย์ในปัจจุบัน แต่ยังก่อให้เกิดมลพิษต่อการผลิตน้อยลง ในอนาคตเราสามารถสวมใส่เสื้อผ้าที่ภายนอกจะชาร์จมือถือของเราได้ด้วยกราฟีน แต่เช่นเดียวกับคำสัญญาอื่น ๆ มันจะเป็นอนาคตอันไกลโพ้นไม่มากก็น้อย

ทนและเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า

การใช้กราฟีนจริงและปัจจุบันบางส่วนเกี่ยวข้องกับความแข็งแรงเชิงกล เพียงเพิ่มวัสดุอื่น ๆ ที่จะคูณแข็งแรง ประโยชน์ของโลหะหรือพลาสติกและสารประกอบเหล่านี้ถูกนำไปใช้แล้วในเทคโนโลยีการบินและอวกาศการก่อสร้างหรืออุปกรณ์เคลื่อนที่ มีสารประกอบยางชนิดแรกสำหรับยางที่มีกราฟีนอยู่แล้ว Perpetuus Carbon (UK) ผลิตกราฟีนและได้พัฒนาสารเติมแต่งยางด้วยวัสดุวิเศษที่ใช้อยู่แล้วในยางรถจักรยานและจะเข้าถึงรถยนต์

ยางรถจักรยานพร้อมกราฟีน

ในทางกลับกันกราฟีนเป็นตัวนำความร้อนที่ดีที่สุดในโลก เนื่องจากมีความแข็งแรงและน้ำหนักเบาจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับใช้กับชิ้นส่วนที่ต้องนำหรือกระจายความร้อน เป็นที่ทราบกันดีว่าผู้ผลิตโทรศัพท์มือถือรายใหญ่อย่างน้อยหนึ่งรายใช้แผ่นกราฟีนเพื่อนำความร้อนจากชิปไปยังบริเวณที่อุ่นขึ้นภายในมือถือ

ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์

สิ่งหนึ่งที่เห็นได้อย่างรวดเร็วสำหรับกราฟีนคือการสร้างตัวเก็บประจุ ตัวเก็บประจุเป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่สะสมประจุไฟฟ้า ต่างจากแบตเตอรี่ตรงที่แทบไม่มีการสูญเสียระหว่างประจุและการคายประจุ นอกจากนี้การอัปโหลดและดาวน์โหลดเหล่านั้นยังทำได้รวดเร็วมาก แต่เมื่อไม่นานมานี้ไม่มีตัวเก็บประจุขนาดใหญ่พวกมันเป็นตัวเก็บประจุแบบซุปเปอร์คาปาซิเตอร์

รถรางของจีนเคลื่อนย้ายด้วยซุปเปอร์คาปาซิเตอร์กราฟีน

การใช้งานที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในปัจจุบันคือในยานยนต์ไฟฟ้า แต่ใหญ่กว่ารถยนต์หรือมอเตอร์ไซค์มากไม่ว่าจะเป็นรถประจำทางรถรางหรือรถไฟ เมื่อรถคันหนึ่งที่ขับเคลื่อนด้วยระบบไฟฟ้าเหล่านี้เครื่องยนต์ของมันจะสร้างกำลังมหาศาลในเวลาอันสั้น มีเพียงซูเปอร์คาปาซิเตอร์เท่านั้นที่สามารถรับพลังงานนี้และเก็บไว้ได้เนื่องจากแบตเตอรี่ต้องใช้เวลามากขึ้น แล้วส่งพลังงานนั้นกลับไป ผู้ผลิตจีน CRRC มีกราฟีนสองรุ่นแล้ว หนึ่งสำหรับรถโดยสารที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ไกลถึง 10 กิโลเมตรหลังจากชาร์จเพียงหนึ่งนาที อีกประการหนึ่งสำหรับรถราง, ค่าใช้จ่ายใน 30 วินาทีและย้ายรถรางขึ้นไป 6 กิโลเมตร ในการผลิตมีการปนเปื้อนน้อยกว่าวัสดุแบบดั้งเดิมมากและไม่มีความเสี่ยงต่อการระเบิด

สำหรับรถยนต์หรือสกูตเตอร์

Zap & Go เป็น บริษัท สัญชาติอังกฤษที่ผลิตซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ด้วยคาร์บอนและกราฟีนไอออน วัตถุประสงค์คือเพื่อเปลี่ยนแบตเตอรี่ลิเธียมในปัจจุบันจำนวนมาก: ในสกูตเตอร์สว่านเครื่องดูดฝุ่น ... หรือรถยนต์ เริ่มต้นในฐานะ บริษัท คู่ขนานกับมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ดซึ่งอยู่ใกล้กับสถานที่ที่แบตเตอรี่ลิเธียมตัวแรกถือกำเนิดขึ้นเมื่อ 40 ปีก่อน มาถึงการเปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยีใหม่นี้ราคาถูกกว่าสำหรับการผลิตในปริมาณมากระบบนิเวศและปลอดภัยมากขึ้นและทนทานมากขึ้น "แบตเตอรี่" กราฟีน (supercapacitor) สามารถใช้งานได้ตามปกติ20 ถึง 30 ปี

ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ที่มีกราฟีนและท่อนาโนคาร์บอน

ผู้ผลิตที่โดดเด่นอีกรายคือ German Skeleton Technologies พวกเขาได้จดสิทธิบัตร ultracapacitor ประเภทหนึ่งที่ใช้โครงสร้างท่อนาโนกราฟีนพวกเขาเป็นหนึ่งในคนกลุ่มแรก ๆ ที่กระโดดเข้ามาในเทคโนโลยีนี้และพวกเขาเล่นอย่างได้เปรียบ พวกเขาขาย "แบตเตอรี่" ที่มีขนาดแตกต่างกันและถูกใช้ในการแข่งขัน (KERS of F1 หรือ World Endurance) ในรถยนต์บางรุ่น (ระบบสตาร์ท - ดับที่สัญญาณไฟจราจร) หรือใน European Space Agency สำหรับระบบอวกาศต่างๆ พวกเขายังมีความเชี่ยวชาญในการใช้งานขนาดใหญ่เช่นการสะสมพลังงานในโรงไฟฟ้าพลังงานลม เมื่อลมแรงมากพลังงานส่วนเกินจะถูกสงวนไว้เพื่อให้สามารถส่งต่อไปได้ในช่วงเวลาที่สงบ

อย่างที่เราเห็นทีละเล็กทีละน้อยการใช้กราฟีนวัสดุ "เวทมนตร์" กำลังมาถึงแม้ว่าบางส่วนที่คาดหวังมากที่สุดจะยังคงทำให้เรารอ