2004 년에 맨체스터 대학의 두 과학자는 겉보기에 간단한 실험을 진행했다. 그들은 [테이프] 를 흑연이나 운모에 붙이고 벗겨냈다. 흑연 시트는 테이프에서 떨어질 것이다. 그런 다음 테이프를 반으로 접은 다음 분리하십시오. 그런 다음 이 과정을 10 또는 20 회 반복합니다. 매번 슬라이버는 점점 얇아지는 슬라이버로 나뉜다. 마지막으로, 너의 테이프에는 아주 얇은 종이 한 장만 남았다. 테이프를 용액에 녹이다. 이렇게 하면 한 조각의 흑연이 분리되는데, 이것은 믿을 수 없을 정도로 얇은 탄소층으로, 원자 두께가 하나밖에 없다.

Geim 과 Novoselov 는 단일 층의 탄소를 분리함으로써 그라핀이라는 새로운 물질을 발견했는데, 이는 현재 지구상에서 가장 강하고 가벼우며 전도성이 가장 뛰어난 물질로 여겨진다.

20 10 년, 하임과 노보쇼로프는 그라핀이 노벨물리학상을 공유했다는 사실을 발견하자 세계 각지의 연구원들은 이 비범한' 슈퍼소재' 를 이용하여 더 강력하고 오래 지속되는 배터리, 더 빠른 마이크로칩, 유연한 회로, 이식식 바이오 센서 등을 만들 것을 호소하기 시작했다. 10 년 후 그라핀은 대대적인 홍보를 하지 못했지만, 업계 관계자들은 앞으로 몇 년 동안 스마트폰, 전기자동차, 센서가 그라핀 기술을 사용하는 것을 보게 될 것이라고 보고 있다.

충분히 가까이 확대하면, 그라핀 한 조각이 원자 벌집처럼 보이는 것을 볼 수 있다. (존 F. 케네디, 원자, 원자, 원자, 원자, 원자, 원자) 단일 탄소 원자는 철조망과 비슷한 육각형으로 배열되어 있다. 그라핀 조각의 각 탄소 원자는 다른 세 가지 탄소 원소의 화합가와 결합되어 이 재료의 놀라운 강도를 갖게 한다.

그래 핀은 왜 전도성이 이렇게 좋은가요? 마찬가지로, 이 탄소 원자들의 결합 방식 때문입니다. 각 탄소 원자의 껍데기에는 4 개의 전자가 있지만 그 중 3 개만 인접한 3 개의 탄소 원자와 공유된다. 나머지 전자는 π 전자라고 불리며 3 차원 공간에서 자유롭게 움직일 수 있어 그라핀 조각의 전하 이동에 저항이 거의 없다. 사실, 그라핀은 알려진 모든 물질 중 실온에서 가장 빠른 도체이다.

수년 동안 소비자들은 그라핀 기반 배터리를 간절히 기대해 왔다. 우리 모든 설비의 리튬 이온 배터리는 충전이 비교적 느리기 때문에 일정 수의 순환이 끝나면 곧 동력을 잃고 타버릴 것이다. 리튬 이온 배터리에 전원을 공급하는 전기 화학 과정이 대량의 열을 발생시키기 때문이다.

하지만 그라핀은 세계에서 가장 효과적인 전기 도체이기 때문에 충전하거나 방전할 때 발생하는 열이 훨씬 적습니다. 그래핀 기반 배터리는 리튬 이온 배터리보다 5 배 빠른 충전 속도, 3 배의 배터리 수명, 5 배의 교체 주기를 기대할 수 있습니다.

삼성과 화웨이 자회사는 스마트폰 등을 위한 그라핀 배터리를 적극적으로 개발하고 있지만 가장 빠른 출시일은 202 1 입니다. 전기 자동차의 그라핀 배터리는 주행 반경을 크게 증가시킬 수 있으며 몇 년이 더 걸릴 수 있습니다. 전체 산업은 리튬 이온 기술에 기반을 두고 있으며 하룻밤 사이에 변하지 않을 것이다.

바이오 센서는 중요한 영역입니다. 매우 얇고 유연한 칩을 혈액에 주사하여 인슐린 수준이나 혈압과 같은 실시간 건강 데이터를 모니터링할 수 있다고 상상해 보십시오. 또는 그래 핀 인터페이스 (Graphene Interface) 는 다가오는 발작을 감지하고 심지어 막기 위해 뇌에 신호를 앞뒤로 보냅니다. 얇고 신축성 있는 센서도 피부에 착용하거나 옷에 짜일 수 있습니다.

포토닉스 그라 핀과 결합 된 또 다른 영역입니다. 그라핀을 감광성 칩에 통합함으로써 카메라 및 기타 센서가 가시광선 스펙트럼에서 가장 약한 광파에 대한 감도를 크게 높일 수 있습니다. 이것은 카메라와 망원경의 이미지 품질을 향상시킬 뿐만 아니라 의료 영상의 품질도 향상시킬 수 있다.

여과는 그라핀의 또 다른 유망한 응용이다. 그래핀 중합체로 만든 간단한 정수 필터는 식수의 유기와 무기오염물과 결합될 수 있다.

다음 기술 폭발을 환영합시다.