Kej worsztwy grafynu sōm ułożōne jedna na drugij, tworzōm grafit. Jedyn milimetr grafitu zawiyro kole 3 milijōnōw worsztw grafynu. Lekki szlag ôłowioczka na papiōrze ôstawio szlaki, co mogōm być ino pora worsztw abo nawet pojedynczōm warstwōm grafynu. Dziynki perfekt dwuwymiarowyj strukturze, suży za funkcjōnalny addytyw w mocy innowacyjnych produktōw.
Kej godo sie ô grafynie, nojbarzij znanōm spōmniyniym je bez wōntpiynio Nadgroda Nobla z Fizyki z 2010 roku, podzielōno ôd dwōch naukowcōw za jejich przełōmowe podszukowania nad grafynym. Niydowno Uniwerzytet Fudan ôgłosiōł, iże jego badocze, we spōłpracy z badoczami z Norodnego Uniwerzytetu w Singapurze, ôbrobiyli nowo, wysokowydajno metoda narychtowanio grafynu, co jij podstawowo technologijo może być łacno rozszyrzōno do produkcyje industryjalnyj.
Co ważne, zespōł badawczy zastosowoł podejście blank przeciwne do tradycyjnyj sztreki, jakim je nojprzōd publikowanie artykułōw, a potym spōłpraca z przedsiynwziyńciami. Ôsiōngli innowacyjne wyniki w 2013 roku, słożyli patynt w 2014 roku, przeniesiyli patynt do krajowego przedsiynstwa w 2015 roku i ino ôpublikowali swoje ôdkrycia w internecie wKōmunikacyjo przirodystycznia. Lu Hongbin, jedyn z liderōw zespołu z Wydziału Nauk Makromolekularnych i Państwowego Kluczowego Laboratorium Molekularnyj Inżynieryje Polimerōw na Uniwerzytecie Fudan, pedzioł ze śmiechym: "Dobre rzeczy warto ôczekować; czynsto po jakimś czasie dojzdrzywanio sōm lepsze."
Ôbraz mikroskopije elektrōnowyj transmisyjnyj rozdzielczości atōmowyj (a), widmo Ramana (b), widmo spektroskopije fotoelektrōnowyj ryntgynowskij (c) i ôbraz mikroskopije siyły atōmowyj na wielgo skala (d) tak narychtowanego grafynu; ploty porozkłodanio rubości grafynu (e) i statystyki srogości bocznych (f).
Fotografijo ôd Dong Lei
Mało ôsōb zdaje sie sprawa, iże grafyn niy ma ino miano na wykazie Nadgrod Nobla -, ale je już ściśle zintegrowany ze codziynnym życiym. Ôn istnieje naturalnie na świecie, chocioż izolowanie jednoworsztwowego grafynu niy ma łacne zadanie. Ułożōny warstwa po warstwie, grafyn tworzi grafit, przi czym 1 milimetr grafitu zawiyro kole 3 milijōnōw worsztw grafynu. Znak ôłowianu na papiōrze może być porōma abo nawet ino jednōm warstwōm grafynu. Dziynki swojij idealnyj strukturze 2D, ôn działo za funkcjōnalny addytyw w rozmajtych innowacyjnych produktach:
· Przidajōncy do ekstra pokryć polimerowych, przedugszo żywotność dziynki perfekt włosnościōm barierowym;
· Używano za przewodzōncy czynnik w bateriach, jeji struktura 2D ułacnio gibszy transport elektrōnōw, co znacznie zwiynkszo wartkość ładowanio;
· Włōnczōny do włōkn i elektrycznych maszin ôgrzywanio, jego wyjōntkowo przewodność elektryczno i cieplno znaczōnco zwiynkszo wydajność produktu.
Bierōnc pod uwoga jeji ôgrōmno werta, lepsze metody narychtowanio stały sie kōnkuryncyjnym cylym tak dlo strzodowiska akadymickigo, jak i industryje. Dwaj naukowcy z Uniwerzytetu w Manchesterze - Andre Geim i Kōnstantyn Nowosełow - ôdkryli niyôbyczajnie prosty spōsōb na uzyskanie coroz ciynkich płatkōw grafitu. Ôbiyrali płatki z wysoko zôriyntowanego pirolitycznego grafitu, prziłōnczyli ôbie zajty do ekstra taśmy klejowyj i rozdzielyli płatki bez rozdarcie taśmy. Powtorzanie tego procesu dało coroz ciensze harmōniki, co antlich skutkowało płatkami słożōnymi ino z jednyj warstwy atōmōw wōnglo: grafynu. Ôd tego czasu ukozało sie moc nowych metod narychtowanio, a po piyńciu latach rozrostu produkcyjo grafynu na industryjalnyj skali -stała do zasiyngniyńcio.
Profesōr Lu Hongbin nadoł grafynowi trzi tytuły "nojlepsze na świecie":
· Nojcienszo znano materyjo, ô rubości ino 0,335 nanōmetra;
· Nojmocniyjszo materyjo, 100 razy mocniyjszo ôd stali;
·Nojlepszy przewodnik ciepła, wiyncyj jak 10 razy srogszy aniżeli strzybro.
Ôkrōm tego grafyn mo niyôbyczajnie wysoko ruchliwość elektrōnōw, ô dwa raje srogości srogszo ôd krzymu. Jako ważno strategiczno materyjo, co sie ukŏzuje, ta nowo materyjo 2D mo ôgrōmny potyncjoł zastosowań w inteligyntnych urzōndzyniach, lotnictwie, magazynowaniu ynergije, remediacyji strzodowiska i mocy inkszych dōmyn.
Jednak ôsiōngniyńcie posiywnyj, srogoskalowyj produkcyje grafynu wysokij jakości je ôd downa kluczowym wōntkym gardłym, co ôgraniczo jego powszechne zastosowanie.
Grafen istnieje naturalnie, a idealnōm strategijōm narychtowanio je złuszczanie naturalnego grafitu płatkowego do grafynu we ôkryślōnym ciekłym rozpuszczalniku. Inkszymi słowami, pōniywoż grafyn je hydrofobny, do cieczy w czasie złuszczanio noleży przidować sroge wielości powiyrchniowo czynnych środkōw, w ôpacznym razie separacyjo je hned niymożebno. Kōnwyncjōnalne metody zaôbycz wymogajōm 3 tōn utlyniaczōw, takich jak permanganian potasu, coby wyprodukować 1 tōna grafynu, przekształcajōnc go w utlynek grafynu przed złuszczaniym i redukcyjōm. Tyn proces gyneruje sroge ôbjyntości ściykow z utlyniynio, redukcyje i czyszczynio, a we tym samym czasie poniżo niykere unikalne włosności grafynu.
Jak zespōł badawczy ôpanowoł te wyzwania?Przijōnli niysztabilno strategijo dyspersyje bez wkludzynie niyôbyczajnie niywielgij wielości jōnizowanego tlynu-zawiyrajōncego grupy funkcjōnalne na powiyrchnie grafynu, co dozwoloło gibke, wysoko-wydajno złuszczanie w ultra{{2} stynżyniach. Bez 90% złuszczōnego produktu to jednoworsztwowy grafyn z minimalnymi wadōm necu, co skutecznie rozwiōnzuje problymy przechowowanio i transportu dlo zastosowań na srogo skala. Co wiyncyj, wodny szlam grafynu produkowany tym metodōm wykazuje korzistne włosności reologiczne i może być bezpostrzednio użyty do druku 3D-aerogelōw grafynu ô rozmajtych kształtach, co ôtwiyro nowe drōgi dlo zastosowań grafynu w przechowowaniu ynergije, ôbrōbce strzodowiskowyj i wielofunkcjōnalnych kōmpozytōw.
