Unikalna zdolność grafitu do przewodzenia energii elektrycznej podczas rozpraszania lub przenoszenia ciepła z krytycznych komponentów sprawia, że jest on doskonałym materiałem do zastosowań elektronicznych, w tym półprzewodników, silników elektrycznych, a nawet do produkcji współczesnych baterii.
Grafen to to, co naukowcy i inżynierowie nazywają pojedynczą warstwą grafitu na poziomie atomowym, a te cienkie warstwy grafenu są zwijane i wykorzystywane w nanorurkach.Wynika to prawdopodobnie z imponującej przewodności elektrycznej oraz wyjątkowej wytrzymałości i sztywności materiału.
Dzisiejsze nanorurki węglowe są konstruowane ze stosunkiem długości do średnicy wynoszącym do 132 000 000:1, co jest znacznie większe niż jakikolwiek inny materiał.Oprócz zastosowania w nanotechnologii, która wciąż jest dość nowa w świecie półprzewodników, należy zauważyć, że większość producentów grafitu od dziesięcioleci wytwarza określone gatunki grafitu dla przemysłu półprzewodników.
2. Silniki elektryczne, generatory i alternatory
Materiał grafitowy jest również często stosowany w silnikach elektrycznych, generatorach i alternatorach w postaci szczotek węglowych.W tym przypadku „szczoteczka” to urządzenie, które przewodzi prąd między nieruchomymi przewodami a kombinacją ruchomych części i zwykle jest umieszczona w obracającym się wale.
3. Implantacja jonów
Grafit jest obecnie coraz częściej używany w przemyśle elektronicznym.Jest również używany do implantacji jonów, termopar, przełączników elektrycznych, kondensatorów, tranzystorów i baterii.
Implantacja jonów to proces inżynieryjny, w którym jony z określonego materiału są przyspieszane w polu elektrycznym i są uderzane w inny materiał w formie impregnacji.Jest to jeden z podstawowych procesów stosowanych w produkcji mikrochipów dla naszych nowoczesnych komputerów, a atomy grafitu są zazwyczaj jednym z rodzajów atomów, które są wprowadzane do mikrochipów na bazie krzemu.
Oprócz wyjątkowej roli grafitu w produkcji mikroukładów, innowacje oparte na graficie są obecnie wykorzystywane do zastępowania tradycyjnych kondensatorów i tranzystorów.Według niektórych badaczy grafen może być możliwą alternatywą dla krzemu.Jest 100 razy cieńszy od najmniejszego tranzystora krzemowego, znacznie wydajniej przewodzi prąd i ma egzotyczne właściwości, które mogą być bardzo przydatne w obliczeniach kwantowych.Grafen był również używany w nowoczesnych kondensatorach.W rzeczywistości superkondensatory grafenowe są podobno 20 razy mocniejsze niż tradycyjne kondensatory (uwalniające 20 W/cm3) i mogą być 3 razy mocniejsze niż dzisiejsze akumulatory litowo-jonowe o dużej mocy.
4. Baterie
Jeśli chodzi o baterie (suche ogniwa i litowo-jonowe), materiały węglowe i grafitowe również odegrały tu ważną rolę.W przypadku tradycyjnego ogniwa suchego (baterie, których często używamy w naszych radioodbiornikach, latarkach, pilotach i zegarkach), metalowa elektroda lub pręt grafitowy (katoda) są otoczone wilgotną pastą elektrolitową i oba są zamknięte w metalowy cylinder .
Dzisiejsze nowoczesne akumulatory litowo-jonowe również wykorzystują grafit — jako anodę.Starsze akumulatory litowo-jonowe wykorzystywały tradycyjne materiały grafitowe, jednak teraz, gdy grafen staje się coraz łatwiej dostępny, zamiast tego stosuje się anody grafenowe — głównie z dwóch powodów;1. anody grafenowe lepiej trzymają energię i 2. zapewniają 10-krotnie szybszy czas ładowania niż tradycyjna bateria litowo-jonowa.
W dzisiejszych czasach coraz popularniejsze stają się akumulatory litowo-jonowe.Obecnie są często używane w naszych urządzeniach gospodarstwa domowego, przenośnej elektronice, laptopach, smartfonach, hybrydowych samochodach elektrycznych, pojazdach wojskowych, a także w zastosowaniach lotniczych.
Czas wysyłki: 15 marca-2021