nouvèl

Prèske tout bagay nou rankontre nan mond modèn lan depann sou elektwonik nan yon sèten mezi. Depi premye nou te dekouvri kijan pou itilize elektrisite pou jenere travay mekanik, nou te kreye aparèy gwo kou piti pou amelyore lavi nou teknikman. Soti nan limyè elektrik rive nan smartphones, chak aparèy. nou devlope konsiste de jis kèk eleman senp koud ansanm nan divès konfigirasyon. An reyalite, pou plis pase yon syèk, nou te konte sou:
Revolisyon elektwonik modèn nou an depann sou kat kalite konpozan sa yo, plis - pita - tranzistò, pou pote nou prèske tout sa nou itilize jodi a. Pandan n ap kouri pou miniaturize aparèy elektwonik, kontwole pi plis ak plis aspè nan lavi nou ak reyalite, transmèt plis done ak mwens pouvwa, epi konekte aparèy nou yo youn ak lòt, nou byen vit tonbe sou limit klasik sa yo.Teknoloji.Men, nan kòmansman ane 2000 yo, senk avansman tout te reyini ansanm, epi yo te kòmanse transfòme mond modèn nou an.Men ki jan tout bagay te ale.
1.) Devlopman nan graphene.Of tout materyèl yo te jwenn nan lanati oswa ki te kreye nan laboratwa a, dyaman se pa materyèl ki pi di ankò. fèmen ansanm nan yon modèl kristal egzagonal, yo te aksidantèlman izole nan laboratwa a. Jis sis ane apre avanse sa a, dekouvèt li yo Andrei Heim ak Kostya Novoselov yo te akòde Pri Nobèl la nan Fizik.Non sèlman se li ki pi difisil materyèl ki te janm fèt, ekstrèmman rezistan nan estrès fizik, chimik, ak tèmik, men li aktyèlman yon lasi pafè nan atòm.
Grafèn tou gen pwopriyete kondiktif kaptivan, sa vle di si aparèy elektwonik, ki gen ladan tranzistò, ta ka fè soti nan grafèn olye pou yo Silisyòm, yo ta ka potansyèlman pi piti ak pi vit pase nenpòt bagay nou genyen jodi a. Si grafèn melanje nan plastik, li ka tounen nan yon materyèl ki reziste chalè, ki pi fò ki kondui elektrisite tou.Anplis de sa, grafèn se apeprè 98% transparan nan limyè, ki vle di li se revolisyonè pou ekran tactile transparan, panno limyè-emèt ak menm selil solè.Kòm Fondasyon Nobel la mete l '11 ane. de sa, "petèt nou sou wout pou yon lòt miniaturization nan elektwonik ki pral mennen nan òdinatè yo vin pi efikas nan lavni an."
2.) Rezistans mòn sifas yo. Sa a se pi ansyen "nouvo" teknoloji a epi li pwobableman abitye ak nenpòt moun ki te diseke yon òdinatè oswa telefòn selilè. ends.The devlopman nan seramik, ki reziste koule nan aktyèl san yo pa gaye anpil pouvwa oswa chalè, te fè li posib yo kreye rezistans ki siperyè rezistans ki pi gran tradisyonèl yo itilize anvan: rezistans plon axial.
Pwopriyete sa yo fè li ideyal pou itilize nan elektwonik modèn, espesyalman ba-pouvwa ak aparèy mobil. Si ou bezwen yon rezistans, ou ka itilize youn nan SMD sa yo (aparèy mòn sifas) pou diminye gwosè ou bezwen pou rezistans yo, oswa pou ogmante. pouvwa a ou ka aplike nan yo nan menm kontrent gwosè yo.
3.) Supercapacitors.Capacitors yo se youn nan pi ansyen teknoloji elektwonik yo.Yo baze sou yon konfigirasyon senp kote de sifas kondiktè (plak, silenn, kokiy esferik, elatriye) yo separe youn ak lòt pa yon ti distans, ak de la. sifas yo kapab kenbe chaj egal ak opoze.Lè ou eseye pase aktyèl nan kondansateur a li chaje ak lè ou fèmen aktyèl la oswa konekte de plak yo ekoulman kondansateur yo.Kondansateur yo gen yon pakèt aplikasyon, ki gen ladan depo enèji, yon rapid pete nan enèji lage, ak elektwonik piezoelectric, kote chanjman nan presyon aparèy jenere siyal elektrik.
Natirèlman, fè plizyè plak separe pa ti distans sou yon echèl trè, trè piti se pa sèlman difisil men fondamantalman limite.Dènye avans nan materyèl-espesyalman kalsyòm kwiv titanate (CCTO)-ka estoke gwo kantite chaj nan ti espas: superkondansateur. Aparèy miniaturize sa yo ka chaje ak egzeyate plizyè fwa anvan yo mete deyò;chaje ak egzeyat pi vit;ak magazen 100 fwa enèji pou chak volim inite nan kondansateur ki pi gran yo.Yo se yon teknoloji ki chanje jwèt lè li rive miniaturizing elektwonik.
4.) Super inductors.As dènye a nan "Big Three," superinductor a se dènye jwè a soti jiska 2018.Yon inductor se fondamantalman yon bobin ak yon kouran ki itilize ak yon nwayo magnetizable.Inductors opoze chanjman nan mayetik entèn yo. jaden, ki vle di si ou eseye kite aktyèl koule nan li, li reziste pou yon ti tan, Lè sa a, pèmèt aktyèl la koule lib atravè li, epi finalman reziste chanjman ankò lè ou fèmen aktyèl la.Ansanm ak rezistans ak kondansateur, yo se twa eleman debaz nan tout sikui yo. Men ankò, gen yon limit nan ki jan ti yo ka jwenn.
Pwoblèm lan se ke valè a enduktans depann sou sifas la nan endukteur a, ki se yon asasen rèv an tèm de miniaturization.Men, nan adisyon a klasik enduktans mayetik la, gen tou konsèp nan enduktans enèji sinetik: inèsi a nan patikil ki pote aktyèl yo anpeche chanjman nan mouvman yo. Menm jan foumi nan yon liy dwe "pale" youn ak lòt pou chanje vitès yo, patikil sa yo ki pote kouran, tankou elektwon, bezwen egzèse yon fòs youn sou lòt pou pi vit. oswa ralanti.Rezistans sa a nan chanjman kreye yon sans de mouvman.Anba lidèchip nan Kaustav Banerjee nan Nanoelectronics Rechèch Laboratwa a, yon endiktè enèji sinetik ki sèvi ak teknoloji grafèn kounye a te devlope: pi wo materyèl la dansite enduktans janm anrejistre.
5.) Mete grafèn nan nenpòt aparèy.Koulye a, ann fè aksyon.Nou gen grafèn.Nou gen vèsyon "super" nan rezistans, kondansateur ak induktè - miniaturized, gaya, serye ak efikas.Obstak final la nan revolisyon an ultra-miniaturization nan elektwonik , omwen nan teyori, se kapasite nan vire nenpòt aparèy (ki fèt ak prèske nenpòt materyèl) nan yon aparèy elektwonik. Pou fè sa posib, tout sa nou bezwen se kapasite nan entegre elektwonik ki baze sou grafèn nan nenpòt kalite materyèl nou vle, ki gen ladan materyèl fleksib.Lefèt ke grafèn gen bon likidite, fleksibilite, fòs, ak konduktivite, pandan ke yo te inofansif pou moun, fè li ideyal pou objektif sa a.
Nan kèk ane ki sot pase yo, grafèn ak aparèy grafèn yo te fabrike nan yon fason ki te reyalize sèlman atravè yon ti ponyen nan pwosesis ki yo se jistis sevè. depozisyon.Sepandan, gen sèlman kèk substrats sou ki grafèn ka depoze nan fason sa a.Ou ka chimikman diminye oksid grafèn, men si ou fè sa, ou pral fini ak grafèn bon jan kalite pòv. Ou ka pwodwi tou grafèn pa èksfolyasyon mekanik. , men sa pa pèmèt ou kontwole gwosè oswa epesè grafèn ou pwodui a.
Sa a se kote pwogrè nan lazè-grave grafèn antre nan.Genyen de fason prensipal yo reyalize sa a.Youn se kòmanse ak oksid grafèn.Menm jan ak anvan: ou pran grafit ak oksidasyon li, men olye pou yo diminye li chimikman, ou diminye li. ak yon lazè.Kontrèman ak oksid grafèn chimikman redwi, li se yon pwodwi-wo kalite ki ka itilize nan supercapacitors, sikwi elektwonik, ak kat memwa, pami lòt moun.
Ou kapab tou itilize polyimid, yon plastik ki wo tanperati, ak grafèn modèl dirèkteman ak yon lazè. Lazè a kase lyezon chimik nan rezo polyimid la, ak atòm kabòn yo tèmik reòganize tèt yo pou fòme fèy grafèn mens, bon jan kalite. Polyimide te montre. yon tòn aplikasyon potansyèl, paske si ou ka grave sikui grafèn sou li, ou ka fondamantalman vire nenpòt fòm nan poliimid nan elektwonik portable.
Men, petèt sa ki pi enteresan—akòde aparisyon, ogmantasyon, ak omniprésente nan nouvo dekouvèt grafèn grave lazè—se sou orizon an nan sa ki kounye a posib.Avèk grafèn lazè grave, ou ka rekòlte ak estoke enèji: yon aparèy kontwòl enèji. .Youn nan egzanp ki pi flagran nan teknoloji ki pa avanse se pil.Jodi a, nou prèske itilize chimik selil sèk pou estoke enèji elektrik, yon teknoloji ki gen plizyè syèk. Pwototip nouvo aparèy depo, tankou pil zenk-lè ak eta solid. fleksib kondansateur elektwochimik, yo te kreye.
Avèk grafèn lazè grave, non sèlman nou ka revolisyone fason nou estoke enèji, men nou ka tou kreye aparèy portable ki konvèti enèji mekanik nan elektrisite: triboelectric nanogenerators.We ka kreye remakab fotovoltaik òganik ki gen potansyèl pou revolusyone enèji solè.Nou te kapab tou fè selil biocarburant fleksib;posiblite yo gwo.Sou fwontyè yo nan kolekte ak estoke enèji, revolisyon yo tout nan kout tèm.
Anplis de sa, grafèn lazè-grave ta dwe inogire nan yon epòk nan detèktè san parèy. Sa a gen ladan detèktè fizik, kòm chanjman fizik (tankou tanperati oswa souch) lakòz chanjman nan pwopriyete elektrik tankou rezistans ak enpedans (ki gen ladan tou kontribisyon yo nan kapasite ak enduktans). ).Li gen ladan tou aparèy ki detekte chanjman nan pwopriyete gaz ak imidite, ak - lè yo aplike nan kò imen an - chanjman fizik nan siy vital yon moun. tou senpleman tache yon patch siveyans siy vital ki imedyatman alète nou nan nenpòt chanjman enkyetan nan kò nou an.
Liy panse sa a ta ka tou louvri yon nouvo jaden: biodetèktè ki baze sou teknoloji grafèn lazè-grave.Yon gòj atifisyèl ki baze sou grafèn lazè-grave ta ka ede kontwole vibrasyon gòj, idantifye diferans siyal ant touse, buz, kriyan, vale ak souke tèt. mouvman.Lazè-grave grafèn tou kenbe gwo potansyèl si ou vle kreye yon bioreceptor atifisyèl ki ka vize molekil espesifik, konsepsyon divès kalite biosensors portable, oswa menm ede pèmèt aplikasyon telemedsin divès kalite.
Li pa t 'jouk 2004 ke yon metòd pou pwodwi fèy grafèn, omwen entansyonèlman, te premye devlope. Nan 17 ane sa yo depi, yon seri de avansman paralèl te finalman mennen nan forefront posiblite pou revolusyone fason moun kominike ak elektwonik. Konpare ak tout metòd ki egziste deja pou pwodwi ak fabrike aparèy ki baze sou grafèn, grafèn grave lazè pèmèt modèl grafèn ki senp, ki pwodui an mas, bon jan kalite epi ki pa chè nan yon varyete aplikasyon ki gen ladan chanjman elektwonik po.
Nan fiti prè, li rezonab pou atann avansman nan sektè enèji a, ki gen ladan kontwòl enèji, rekòlte enèji, ak depo enèji. Epitou nan tèm pre a se pwogrè nan detèktè, ki gen ladan detèktè fizik, detèktè gaz, e menm biosensors.The pi gwo. revolisyon gen anpil chans soti nan wearables, ki gen ladan aparèy pou aplikasyon telemedsin dyagnostik. Pou asire w, anpil defi ak obstak rete. Men, obstak sa yo mande pou amelyorasyon incrémentielle olye de revolisyonè. ultra-ti elektwonik pi gran pase tout tan.Ak dènye pwogrè yo nan teknoloji grafèn, lavni an deja isit la nan plizyè fason.