Tahun lepas, Tesla Motors Inc (TSLA TSLATesla Inc302 78-1 08% Dibuat dengan Highstock 4. 2. 6 ) mengumumkan bahawa ia akan mula menghasilkan sistem bateri perumahan dan komersil sendiri serta menjalankan penyelidikan saintifik ke dalam teknologi bateri untuk meningkatkan kecekapan tenaga kereta elektriknya. Salah satu aspek yang paling menarik dalam penyelidikan ini adalah potensi penggunaan graphene, konfigurasi unik atom karbon yang membentuk lapisan dua dimensi seperti sarang lebah. Konfigurasi karbon yang lain termasuk grafit, berlian, bola bantal dan arang.

Graphene dipuji sebagai bahan 'keajaiban', dengan kekuatan yang dianggarkan 100 kali lebih kuat daripada keluli pada sebahagian kecil daripada berat badan. Dari segi sejarah, bahan ini sangat sukar dan mahal untuk dihasilkan, dan digunakan terutamanya dalam penggunaan niche dalam industri semikonduktor. Malah, ia tidak terpencil sehingga tahun 2004. Walau bagaimanapun, hari ini, cara baru dan mudah untuk menghasilkan sejumlah besar graphene sedang diuji, dan pelbagai kegunaan mungkin berpotensi mengganggu sesetengah industri.

Bateri

Tesla adalah antara sebilangan besar syarikat dan universiti yang meneliti bagaimana graphene boleh digunakan untuk menyelesaikan masalah saiz dan kecekapan bateri. Menggunakan graphene ke sel bateri boleh meningkatkan kemampuan dan kelajuan untuk mengecas semula dan melepaskan berbanding dengan teknologi kontemporari hari ini, yang mengecas sehingga 10 kali lebih cepat daripada bateri lithium-ion. Graphene juga boleh mengecilkan saiz bateri dengan meningkatkan kepadatan tenaga. Gabungan pengecasan yang lebih cepat, bateri yang lebih kecil akan menjadi peningkatan yang besar untuk elektronik pengguna, peranti mudah alih dan kenderaan elektrik. (Untuk bacaan yang berkaitan, lihat: Pelaburan Teknologi Bateri Baharu Peluang . )

Sel-sel Suria

Graphene tidak hanya berguna dalam tenaga bateri, tetapi juga boleh meningkatkan keadaan semasa panel solar photovoltaic. Pantulan beberapa sinar matahari di permukaan panel solar adalah masalah besar hari ini, memandangkan mereka memudaratkan mereka dengan cara apa pun akan mengurangkan jumlah tenaga yang boleh dihasilkannya. Menambah lapisan graphene berfungsi sebagai salutan anti-reflektif yang membolehkan kebanyakan tenaga cahaya untuk dilalui untuk ditukar kepada elektrik. Penyelidikan telah menunjukkan bahawa graphene dapat mengurangkan pemantulan sebanyak 15-35%.

Transistor

Transistor adalah pintu masuk logik yang mematikan microchip kuasa, dan mencetuskan revolusi komputer. Hari ini, Undang-undang Moore telah meramalkan bahawa jumlah transistor yang boleh muat pada cip akan dua kali ganda setiap 18 bulan, dan predikat tersebut telah menghasilkan hasil setakat ini.Teknologi kini menolak had silikon sebagai substrat untuk membina semikonduktor, yang bermakna Undang-undang Moore tidak boleh dipegang lagi. Graphene boleh menjadi pengganti untuk silikon untuk membolehkan ketumpatan transistor yang lebih besar. Penyelidik di MIT dan di tempat lain melihat bagaimana untuk menyempurnakan microchip berasaskan graphene. (Untuk lebih lanjut, lihat juga: Bidang Muncul Teratas dalam Teknologi Mudah Alih .)

Aplikasi Perubatan

Penggunaan perubatan untuk graphene merangkumi kejuruteraan tisu. Percetakan tiga dimensi dan kaedah lain organ yang berkembang bergantung pada matriks yang kukuh untuk menumbuhkan sel. Menambah zarah-nano graphene pada bahan yang ada telah ditunjukkan untuk meningkatkan keteguhan strukturnya.

Graphene telah terbukti diambil oleh sel khusus termasuk sel kanser, menjadikannya vektor berpotensi untuk penghantaran dadah yang disasarkan. Eksperimen sedang dijalankan untuk melihat sama ada ia boleh digunakan untuk merawat kanser paru-paru. Bahan ini juga telah ditunjukkan untuk meningkatkan tindak balas rantai polimerase, atau PCR, kaedah yang digunakan untuk urutan genom dan mengenal pasti gen.

Bottom Line

Graphene adalah perkataan yang mungkin akan kita dengar lebih banyak lagi kerana para penyelidik dari seluruh dunia mula mempelajari bahan berasaskan karbon yang unik ini. Selain daripada di atas, terdapat penggunaan alternatif yang dicadangkan untuk graphene. Ini termasuk menggunakannya sebagai pelincir, untuk mengesan cahaya inframerah, untuk membangunkan elektronik yang boleh pakai, sebagai teknologi penapisan air dan sebagai salutan kalis air. Pada tahun-tahun akan datang, lebih banyak kes penggunaan yang berpotensi pasti dikenal pasti dan dimasukkan ke dalam pengeluaran.