Revoluční grafenový kompozit má šanci nahradit ocel
Vědci v University of Technology z australského Sydney představili nový materiál, který by mohl přinést revoluci do mnoha oblastí lidského života. Výzkumníkům se podařilo vyrobit grafenový kompozitní materiál, který vykazuje 10x větší pevnost než ocel, a to při mnohonásobně nižší hmotnosti. Zároveň dosahuje dvojnásobné tvrdosti a vykazuje proti oceli třináctinásobnou odolnost při ohýbání.
Obrázek: University of Technology, Sydney
Připomeňme si co grafen je. Materiál objevili v roce 2004 vědci ruského původu Andre Geim a Konstantin Novoselov. V roce 2010 za svůj objev získali Nobelovou cenu za fyziku.
Grafen je tvořen rovinnou sítí atomů uhlíků uspořádaných do šestiúhelníkové mřížky. Tloušťka sítě dosahuje rozměru jediného atomu uhlíku.
Vědcům z australské university se podařilo uvedené grafenové sítě poskládat jednu na druhou do perfektní sendvičové struktury. Vznikl tak kompozit výjimečných tepelných, elektrických a především mechanických vlastností.
Vedoucí týmu výzkumníků Ali Reza Ranjbartoreh říká: „Výjimečné mechanické vlastnosti grafenového materiálu jej činí slibným pro obchodní a inženýrské aplikace. Nejen, že je lehčí, pevnější, tvrdší a pružnější než ocel, ale je také snadno recyklovatelný a efektivní z hlediska nákladu na jeho používání.“
Využití se přímo vybízí v elektromobilech, kde každý ušetřený kilogram prodlužuje dojezd. Průměrné auto se skládá přibližně z 60 % oceli. Od karosérie, přes podvozek až po motor. Pokud by se podařilo nahradit aspoň část grafenovým kompozitem, došlo by k výraznému poklesu hmotnosti a tím pádem k prodloužení dojezdu automobilů.
Nová generace solárních článků
Levnější stavba větrných elektráren
Nový objev: uhlíkové nanotrubičky jako zdroj elektrické energie
Spousta ocele se používá pro stavbu větrných elektráren. Při použití nového materiálu by elektrárny byly lehčí, pevnější a výkonnější. Listy turbíny by také byly mnohem odolnější proti poškození při mnohonásobně nižší hmotnosti.
Nový materiál přináší nové možnosti v konstrukci nejen lehčích aut, ale i letadel, lodí nebo dokonce kosmických raket. Všude tam by vlivem snížení hmotnosti došlo k obrovské úspoře paliva a tedy i peněz a životního prostředí.
Modul pružnosti grafenu E = 1TPa; mez pevnosti Mz = 1GPa; celkově téměř ve všech paramtrech předčívá ocel. Jen je zatím technologicky a energeticky velmi náročný na velkoplošnou výrobu. Tudíž je stále velice drahým materiálem. Opravdu High end apliklace si toto můžou dovolit. Než se grafen v masivnější míře ujme a způsobí revoluci (věřím že ano), potrvá ještě pár let. Krom svých mechanických proporcí totiž disponuje dalšími velmi pozoruhodnými vlastnostmi, především téměř bezsrážkovým pohybem elektronů v grafenovém gridu rychlostí lehce nížší než rychlost světla. Za běžných teplot. Navíc se spekuluje o nejvyšší možné frekvenci grafenocých procesorů tepajících na 1THz, což jsou ve srovnání dnes nepředstavitelné hodnoty.
Ačkoli se jedná o jediný plátek grafitu, vlastnosti jsou vskutku fantastické.
Grafen je opravdu materiálovou špičkou. Jeho vývoj a osud je zcela aktuálně v rukou vědeckých, obchodních a politických rukou.
PS: ta tloušťka atomu je v tomto případě asi 2nm, což je pro mě nepředstavitelně malý rozměr.
a rovnou ho vyrábět ze zachyceného CO z ovzduší ?
Pokud Vás zajímají tak specifické údaje, zkuste to tady http://jap.aip.org/resource/1/japiau/v109/i1/p014306_s1?isAuthorized=no . Za 4 dolary si můžete přečíst původní článek, kde snad najdete požadované informace.
Vskutku revolucni vlastnosti. Co tahle uvest konkretni udaje? Alespon specifickou hmotnost, modul pruznosti, taznou pevnost at si muzeme udelat pribliznou predstavu o materialu. Stejne tak by nebylo na skodu uvest pojivo tohoto kompozitniho materialu, zajimalo by me jak se vyporadali s potrebou tohoto prvku kompozitu v pripade struktur na atomarni urovni.