Перспективы использования графена

ФГБОУ ВО «Уральский государственный медицинский университет»

Министерства Здравоохранения России

Кафедра медицинской физики, информатики и математики

Дисциплина: «Современная научная картина мира»

Эссе

«Перспективы использования графена»

Выполнила: Приз Александра Алексеевна

Студентка группы ОП-106

Проверил: Первухин Николай Аркадьевич

Доцент кафедры медицинской физики,

информатики и математики, кандидат

физико-математических наук, доцент.

Екатеринбург, 2021

Графен – это монослой углерода, однако с крайне удивительными свойствами. Данный химический элемент был открыт в 2004 году в Манчестерском университете учёными российского происхождения Андреем Геймом и Константином Новосёловым. По структуре графен является двумерным кристаллом, состоящим из слоя толщиной в один атом, собранных в гексагональную решётку. Так где же может применятся данный наноматериал?

Графен способен растягиваться на 25% своей первоначальной длинны. Именно данная физико-химическая черта графена подталкивает к рассмотрению такого свойства, как фильтрация. В первоначальном своём состоянии графен не пропускает ничего через себя, то есть он полностью непроницаем, однако при этом прочный и гибкий. Данное явление объясняется кристаллической решёткой. Для фильтрации водяного раствора не обязательно растягивать графен на все 25% его длины, необходимо лишь подобрать именно такую процентную растяжимость, при которой атом хлороводорода не будет проходить сквозь графеновую сетку. Исходя из данного свойства наноматериала можно сказать, что  благодаря графену возможно создать опреснители морской воды. Такой способ станет достаточно дешевым, и позволит фильтровать воду в больших объемах. Таким образом, графен может решить проблему нехватки воды во многих странах.

Так же хотелось бы обратить внимание на тот факт, что сопротивление графена мало. Это делает его одним из лучших проводников электричества на нашей планете. Графен обладает очень высокой электропроводимостью. При комнатной температуре электроны двигаются в десятки раз быстрее, чем в каком-либо другом материале. Такая высокая подвижность электронов очень важна, и дает возможность надеется на создание чипов, устройств, работающих на терагерцовых частотах. С такой перспективой компьютеры станут быстрее, экраны - тоньше бумажного листа, процессоры мощнее в несколько раз, а батареи будут служить намного дольше. Возможность создать аккумулятор, используя графен, дает надежду на то, что заряд этого самого аккумулятора станет в несколько раз мощнее. А также, кто же не мечтает быстро и на долгое время заряжать свои телефоны, планшеты и другую электронную технику? Все это возможно с использованием графена.