В прошлом году Tesla Motors Inc (TSLA TSLATesla Inc302. 78-1. 08% Создана с Highstock 4. 2. 6 ) объявила, что начнет производство собственной линейкой систем для жилых и коммерческих батарей, а также проводить научные исследования в области аккумуляторных технологий с целью повышения энергоэффективности своих электромобилей. Одним из наиболее интересных аспектов этого исследования является потенциальное использование графена, уникальной конфигурации атомов углерода, которая образует двумерный слой, такой как соты. Другие конфигурации углерода включают графит, алмазы, шарики и древесный уголь.

Графен восхваляется как «чудодейственный» материал, сила которого, по оценкам, в 100 раз прочнее, чем сталь, на долю веса. Исторически сложилось так, что этот материал был очень сложным и дорогостоящим для производства и использовался в основном в нишевых применениях в полупроводниковой промышленности. Фактически, он не был изолирован до 2004 года. Однако сегодня новые и более простые способы производства больших объемов графена проверяются, и множество возможных применений может быть разрушительным в ряде отраслей.

Аккумуляторы

Tesla входит в число крупных корпораций и университетов, изучая, как графен может использоваться для решения проблемы размера и эффективности батареи. Использование графена в аккумуляторных батареях может значительно повысить способность и скорость перезарядки и разрядки по сравнению с современными технологиями, заряжая в 10 раз быстрее, чем литий-ионная батарея. Графен также может уменьшить размер батарей, значительно улучшив плотность энергии. Комбинация более быстрой зарядки, меньшая батарея станет огромным улучшением для бытовой электроники, мобильных устройств и электромобилей. (Для соответствующего чтения см. Новые инвестиции в технологии батарей Возможности . )

Солнечные элементы

Графен не только полезен в энергии батареи, но также может улучшить текущее состояние фотогальванических солнечных панелей. Отражение некоторых солнечных лучей на поверхности солнечных панелей сегодня является большой проблемой, поскольку их затенение каким-либо образом также уменьшит количество энергии, которую они могут произвести. Добавление слоя графена служит в качестве антибликового покрытия, которое позволяет большинству энергии света проходить, чтобы превратиться в электричество. Исследования показали, что графен может снизить отражательную способность на 15-35%.

Транзисторы

Транзисторы - это логические логические выключатели, которые питают микрочипы и зажигают компьютерную революцию. Сегодня закон Мура предсказал, что количество транзисторов, которые могут поместиться на чипе, удвоится каждые 18 месяцев, и до сих пор предисловие дошло до конца.Технология в настоящее время подталкивает границы кремния в качестве подложки для создания полупроводников, что означает, что закон Мура больше не может удерживаться. Графен может заменить кремний, чтобы обеспечить еще большую плотность транзисторов. Исследователи в Массачусетском технологическом институте и других странах рассматривают, как реализовать микрочип на основе графена. (Подробнее см. Также: Лучшие новые области в мобильных технологиях .)

Медицинские приложения

Медицинское применение графена включает тканевую инженерию. Трехмерная печать и другие методы выращивания органов основываются на прочной матрице, на которой растут клетки. Было показано, что добавление наночастиц графена к существующим материалам улучшает его структурную прочность.

Было показано, что графен рассматривается конкретными клетками, включая раковые клетки, что делает его потенциальным вектором для целенаправленной доставки лекарств. В настоящее время проводятся эксперименты, чтобы выяснить, можно ли его использовать для лечения рака легких. Было также показано, что вещество улучшает полимеразную цепную реакцию или ПЦР, метод, используемый для последовательности геномов и идентификации генов.

Bottom Line

Графен - это слово, которое, вероятно, будет слышать все больше и больше, когда исследователи со всего мира начинают изучать этот уникальный углеродный материал. Помимо вышеизложенного, существует множество альтернативных вариантов использования графена. Они включают использование его в качестве смазки, для обнаружения инфракрасного света, для разработки пригодной для носки электроники, в качестве технологии фильтрации воды и водонепроницаемого покрытия. В ближайшие годы будут выявлены и введены в эксплуатацию еще более вероятные варианты использования.