გრაფიტის გამოყენება ელექტრონიკის აპლიკაციებში

გრაფენი არის ის, რასაც მეცნიერები და ინჟინრები უწოდებენ გრაფიტის ერთ ფენას ატომურ დონეზე და გრაფენის ეს თხელი ფენები ხვდება და გამოიყენება ნანომილაკებში. ეს სავარაუდოდ განპირობებულია შთამბეჭდავი ელექტრული გამტარობით და მასალის განსაკუთრებული სიმტკიცითა და სიმყარით.

დღევანდელი ნახშირბადის ნანომილები აგებულია სიგრძისა და დიამეტრის თანაფარდობით 132,000,000:1-მდე, რაც მნიშვნელოვნად აღემატება ნებისმიერ სხვა მასალას. ნანოტექნოლოგიაში გამოყენების გარდა, რომელიც ჯერ კიდევ საკმაოდ ახალია ნახევარგამტარების სამყაროში, უნდა აღინიშნოს, რომ გრაფიტის მწარმოებლების უმეტესობა ათწლეულების განმავლობაში ამზადებდა გრაფიტის სპეციფიკურ ხარისხებს ნახევარგამტარული ინდუსტრიისთვის.

2. ელექტროძრავები, გენერატორები და ალტერნატორები

ნახშირბადის გრაფიტის მასალა ასევე ხშირად გამოიყენება ელექტროძრავებში, გენერატორებში და ალტერნატორებში ნახშირბადის ჯაგრისების სახით. ამ შემთხვევაში "ფუნჯი" არის მოწყობილობა, რომელიც ატარებს დენს სტაციონარული მავთულისა და მოძრავი ნაწილების ერთობლიობას შორის და ის ჩვეულებრივ მოთავსებულია მბრუნავ ლილვში.

3. იონის იმპლანტაცია

გრაფიტი ახლა უფრო ხშირად გამოიყენება ელექტრონიკის ინდუსტრიაში. იგი გამოიყენება იონის იმპლანტაციაში, თერმოწყვილებში, ელექტრო გადამრთველებში, კონდენსატორებში, ტრანზისტორებსა და ბატარეებში.

იონის იმპლანტაცია არის საინჟინრო პროცესი, სადაც კონკრეტული მასალის იონები აჩქარებენ ელექტრულ ველში და ზემოქმედებენ სხვა მასალაში, როგორც გაჟღენთის ფორმა. ეს არის ერთ-ერთი ფუნდამენტური პროცესი, რომელიც გამოიყენება ჩვენი თანამედროვე კომპიუტერებისთვის მიკროჩიპების წარმოებაში და გრაფიტის ატომები, როგორც წესი, ატომების ერთ-ერთი სახეობაა, რომლებიც შეჰყავთ ამ სილიკონზე დაფუძნებულ მიკროჩიპებში.

გარდა გრაფიტის უნიკალური როლისა მიკროჩიპების წარმოებაში, გრაფიტზე დაფუძნებული ინოვაციები ახლა გამოიყენება ტრადიციული კონდენსატორებისა და ტრანზისტორების ჩასანაცვლებლად. ზოგიერთი მკვლევარის აზრით, გრაფენი შესაძლოა იყოს სილიკონის შესაძლო ალტერნატივა. ის 100-ჯერ უფრო თხელია ვიდრე სილიციუმის უმცირესი ტრანზისტორი, ატარებს ელექტროენერგიას ბევრად უფრო ეფექტურად და აქვს ეგზოტიკური თვისებები, რაც შეიძლება ძალიან სასარგებლო იყოს კვანტურ გამოთვლებში. გრაფენი ასევე გამოიყენება თანამედროვე კონდენსატორებშიც. სინამდვილეში, გრაფენის სუპერკონდენსატორები სავარაუდოდ 20-ჯერ უფრო ძლიერია ვიდრე ტრადიციული კონდენსატორები (ათავისუფლებენ 20 ვტ/სმ3) და ისინი შეიძლება 3-ჯერ უფრო ძლიერი იყოს, ვიდრე დღევანდელი მაღალი სიმძლავრის მქონე, ლითიუმ-იონური ბატარეები.

4. ბატარეები

რაც შეეხება ბატარეებს (მშრალი უჯრედი და ლითიუმ-იონი), ნახშირბადის და გრაფიტის მასალები აქაც მნიშვნელოვანი იყო. ტრადიციული მშრალი უჯრედის შემთხვევაში (ბატარეები, რომლებსაც ხშირად ვიყენებთ ჩვენს რადიოებში, ფანრებში, დისტანციურ პულტში და საათებში), ლითონის ელექტროდი ან გრაფიტის ღერო (კათოდი) გარშემორტყმულია სველი ელექტროლიტური პასტით და ორივე ჩასმულია შიგნით. ლითონის ცილინდრი.

დღევანდელი თანამედროვე ლითიუმ-იონური ბატარეები ასევე იყენებენ გრაფიტს - როგორც ანოდს. ძველი ლითიუმ-იონური ბატარეები იყენებდნენ ტრადიციულ გრაფიტის მასალებს, თუმცა ახლა, როდესაც გრაფენი უფრო ხელმისაწვდომი ხდება, ახლა გამოიყენება გრაფენის ანოდები - ძირითადად ორი მიზეზის გამო; 1. გრაფენის ანოდები უკეთ ინახავს ენერგიას და 2. გვპირდება დამუხტვის დროს, რომელიც 10-ჯერ უფრო სწრაფია, ვიდრე ტრადიციული ლითიუმ-იონური ბატარეა.

დატენვის ლითიუმ-იონური ბატარეები სულ უფრო პოპულარული ხდება ამ დღეებში. ისინი ახლა ხშირად გამოიყენება ჩვენს საყოფაცხოვრებო ტექნიკაში, პორტატულ ელექტრონიკაში, ლეპტოპებში, სმარტ ტელეფონებში, ჰიბრიდულ ელექტრო მანქანებში, სამხედრო მანქანებში და ასევე საჰაერო კოსმოსურ პროგრამებში.