Գրաֆիտի՝ էլեկտրաէներգիա վարելու եզակի ունակությունը, երբ ջերմությունը տարածում կամ հեռացնում է կարևոր բաղադրիչներից, այն դարձնում է հիանալի նյութ էլեկտրոնիկայի կիրառման համար՝ ներառյալ կիսահաղորդիչների, էլեկտրական շարժիչների և նույնիսկ ժամանակակից մարտկոցների արտադրության համար:
Գրաֆենն այն է, ինչ գիտնականներն ու ինժեներներն անվանում են գրաֆիտի մեկ շերտ ատոմային մակարդակում, և գրաֆենի այս բարակ շերտերը փաթաթվում և օգտագործվում են նանոտողովակներում:Սա, հավանաբար, պայմանավորված է տպավորիչ էլեկտրական հաղորդունակությամբ և նյութի բացառիկ ուժով ու կոշտությամբ:
Այսօրվա ածխածնային նանոխողովակները կառուցված են երկարության և տրամագծի հարաբերակցությամբ մինչև 132,000,000:1, ինչը զգալիորեն ավելի մեծ է, քան ցանկացած այլ նյութ:Նանոտեխնոլոգիայում օգտագործելուց բացի, որը դեռևս բավականին նոր է կիսահաղորդիչների աշխարհում, պետք է նշել, որ գրաֆիտ արտադրողների մեծ մասը տասնամյակներ շարունակ պատրաստում է գրաֆիտի հատուկ դասեր կիսահաղորդչային արդյունաբերության համար:
2. Էլեկտրաշարժիչներ, գեներատորներ և փոփոխիչներ
Ածխածնային գրաֆիտային նյութը հաճախ օգտագործվում է նաև էլեկտրական շարժիչների, գեներատորների և փոփոխականների մեջ՝ ածխածնային խոզանակների տեսքով:Այս դեպքում «խոզանակը» սարք է, որը հոսանք է փոխանցում անշարժ լարերի և շարժվող մասերի համակցության միջև, և այն սովորաբար տեղավորվում է պտտվող լիսեռում:
3. Իոնների իմպլանտացիա
Գրաֆիտն այժմ ավելի հաճախ օգտագործվում է էլեկտրոնիկայի ոլորտում:Այն օգտագործվում է իոնային իմպլանտացիայի, ջերմազույգերի, էլեկտրական անջատիչների, կոնդենսատորների, տրանզիստորների և մարտկոցների մեջ:
Իոնների իմպլանտացիան ինժեներական գործընթաց է, որտեղ որոշակի նյութի իոնները արագանում են էլեկտրական դաշտում և ներգործվում մեկ այլ նյութի մեջ՝ որպես ներծծման ձև:Դա մեր ժամանակակից համակարգիչների համար միկրոչիպերի արտադրության մեջ օգտագործվող հիմնարար գործընթացներից մեկն է, և գրաֆիտի ատոմները սովորաբար ատոմների տեսակներից մեկն են, որոնք ներթափանցվում են սիլիցիումի վրա հիմնված միկրոչիպերի մեջ:
Բացի միկրոչիպերի արտադրության մեջ գրաֆիտի եզակի դերից, գրաֆիտի վրա հիմնված նորարարությունները այժմ օգտագործվում են նաև ավանդական կոնդենսատորներին և տրանզիստորներին փոխարինելու համար:Որոշ հետազոտողների կարծիքով, գրաֆենը կարող է լինել սիլիցիումի հնարավոր այլընտրանքը:Այն 100 անգամ ավելի բարակ է, քան ամենափոքր սիլիցիումային տրանզիստորը, շատ ավելի արդյունավետ է փոխանցում էլեկտրաէներգիան և ունի էկզոտիկ հատկություններ, որոնք կարող են շատ օգտակար լինել քվանտային հաշվարկներում:Գրաֆենը նույնպես օգտագործվել է ժամանակակից կոնդենսատորներում:Իրականում գրաֆենի սուպերկոնդենսատորները ենթադրաբար 20 անգամ ավելի հզոր են, քան ավանդական կոնդենսատորները (արձակում են 20 Վտ/սմ3), և դրանք կարող են 3 անգամ ավելի ուժեղ լինել, քան այսօրվա բարձր հզորությամբ լիթիում-իոնային մարտկոցները:
4. Մարտկոցներ
Երբ խոսքը վերաբերում է մարտկոցներին (չոր բջիջ և լիթիում-իոն), ածխածնի և գրաֆիտի նյութերը նույնպես կարևոր դեր են ունեցել այստեղ:Ավանդական չոր խցիկի դեպքում (մարտկոցները, որոնք մենք հաճախ օգտագործում ենք մեր ռադիոներում, լապտերներում, հեռակառավարման վահանակներում և ժամացույցներում), մետաղական էլեկտրոդը կամ գրաֆիտի ձողը (կաթոդը) շրջապատված է խոնավ էլեկտրոլիտային մածուկով, և երկուսն էլ պարուրված են ներսում։ մետաղական գլան:
Այսօրվա ժամանակակից լիթիում-իոնային մարտկոցները նույնպես օգտագործում են գրաֆիտը՝ որպես անոդ:Ավելի հին լիթիում-իոնային մարտկոցներն օգտագործում էին ավանդական գրաֆիտային նյութեր, սակայն այժմ, երբ գրաֆենը դառնում է ավելի մատչելի, փոխարենը այժմ օգտագործվում են գրաֆենի անոդներ՝ հիմնականում երկու պատճառով.1. Գրաֆենի անոդներն ավելի լավ են պահում էներգիան և 2. այն խոստանում է լիցքավորման ժամանակ, որը 10 անգամ ավելի արագ է, քան ավանդական լիթիում-իոնային մարտկոցը:
Վերալիցքավորվող լիթիում-իոնային մարտկոցներն այս օրերին ավելի ու ավելի տարածված են դառնում:Դրանք այժմ հաճախ օգտագործվում են մեր կենցաղային տեխնիկայում, շարժական էլեկտրոնիկայի, դյուրակիր համակարգիչների, սմարթ հեռախոսների, հիբրիդային էլեկտրական մեքենաների, ռազմական մեքենաների, ինչպես նաև օդատիեզերական ծրագրերում:
Հրապարակման ժամանակը՝ Մար-15-2021