Prèske tout bagay nou rankontre nan mond modèn lan depann sou pwodwi elektwonik nan yon sèten mezi.Depi premye fwa nou te dekouvri kijan pou itilize elektrisite pou jenere travay mekanik, nou te kreye aparèy tout gwosè pou amelyore lavi nou.Soti nan limyè ak telefòn entelijan, chak aparèy nou devlope konsiste de jis kèk eleman senp, ki kole 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 ak tranzistò pita yo, ki pote prèske tout sa nou itilize jodi a.Pandan n ap fè kous 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, byento nou pral rankontre sa yo Limit klasik la.teknoloji.Men, nan kòmansman 21yèm syèk la, senk avansman ap vini ansanm, epi yo te kòmanse chanje mond modèn nou an.Sa a se sa tout bagay k ap pase.
1.) Devlopman grafèn.Pami tout materyèl yo te jwenn nan lanati oswa ki te kreye nan laboratwa a, dyaman se pa materyèl ki pi di ankò.Sis yo pi difisil, ak pi difisil la se grafèn.Grafèn nan aksidantèlman separe nan laboratwa a an 2004 se yon fèy kabòn yon sèl-atòm-epè fèmen ansanm nan yon modèl kristal egzagonal.Se sèlman sis ane apre pwogrè sa a, dekouvèt li yo Andrei Heim ak Kostya Novoselov te genyen Pri Nobèl nan Fizik.Non sèlman se materyèl ki pi di tout tan, epi li ekstrèmman fleksib nan estrès fizik, chimik, ak tèmik, men li se vre yon lasi atomik pafè.
"Petèt nou se sou wout pou yon lòt miniaturization nan pwodwi elektwonik, ki pral fè òdinatè yo pi efikas nan lavni an."
Grafèn tou gen pwopriyete kondiktif kaptivan, ki vle di ke si aparèy elektwonik, ki gen ladan tranzistò, ta ka fè nan grafèn olye pou yo Silisyòm, yo ta ka pi piti ak pi vit pase nenpòt bagay nou genyen jodi a.Si grafèn melanje nan plastik, plastik la ka transfòme nan yon materyèl ki reziste chalè, ki pi fò, epi li ka fè elektrisite.Anplis de sa, transparans nan grafèn nan limyè se sou 98%, ki vle di ke li se revolisyonè pou ekran tactile transparan, panno limyè-emèt ak menm selil solè.Jan Fondasyon Nobel te di sa gen 11 ane, "Petèt nou sou wout pou miniaturize yon lòt pwodwi elektwonik, ki pral fè òdinatè yo pi efikas nan lavni."
2.) sifas mòn résistances.Sa a se pi ansyen "nouvo teknoloji", epi nenpòt moun ki te janm analize yon òdinatè oswa telefòn mobil ka abitye ak li.Yon rezistans mòn sifas se yon ti objè rektangilè, anjeneral ki fèt ak seramik, ak bor konduktif sou tou de bout.Devlopman seramik yo ka anpeche koule aktyèl la san yo pa gaye pouvwa oswa chofaj, kidonk yo te kapab kreye rezistans ki siperyè ak pi gran rezistans tradisyonèl yo itilize anvan: rezistans axial plon.
Karakteristik sa yo fè yo trè apwopriye pou aparèy elektwonik modèn, espesyalman ba konsomasyon 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 la oswa ogmante pouvwa ou ka aplike nan menm limit gwosè a.
3.) Super kondansateur.Kondansateur yo se youn nan pi ansyen teknoloji elektwonik yo.Yo baze sou yon konfigirasyon senp kote de sifas kondiktif (plak, silenn, kokiy esferik, elatriye) yo separe youn ak lòt pa yon ti distans, ak de sifas sa yo ka kenbe chaj egal ak opoze.Lè ou eseye pase kouran nan kondansateur a, li chaje;lè ou fèmen aktyèl la oswa konekte de ankadreman, kondansateur a dechaje.Kondansateur gen yon pakèt aplikasyon, ki gen ladan depo enèji, eklat rapid nan lage yon sèl-fwa nan enèji, ak elektwonik piezoelectric, kote chanjman nan presyon aparèy jenere siyal elektwonik.
Natirèlman, li pa sèlman difisil pou fabrike plak miltip ak espas trè piti sou yon echèl trè, trè piti, men tou fondamantalman limite.Dènye devlopman nan materyèl-espesyalman kalsyòm kwiv titanat (CCTO)-fè li posib pou estoke gwo kantite chaj elektrik nan ti espas: supercapacitors.Aparèy miniaturize sa yo ka chaje ak egzeyate anpil fwa anvan yo mete deyò;yo chaje ak dechaje pi vit;epi yo estoke 100 fwa plis enèji pou chak volim inite pase kondansateur ki pi gran yo.Osi lwen ke pwodwi elektwonik miniaturized yo konsène, yo se yon teknoloji ki chanje jwèt.
4.) Super induktè.Dènye a nan "Big Three", Super Inductor se patisipan an dernye, ki pa te reyalize jiska 2018. Yon inductor se fondamantalman yon bobin, yon kouran ak yon nwayo magnetizable itilize ansanm.Inductor a opoze chanjman an nan jaden mayetik entèn li yo, ki vle di ke si ou eseye kite aktyèl koule nan yon sèl, li pral reziste pou yon ti tan, Lè sa a, kite aktyèl la koule lib atravè li, epi finalman reziste chanjman sa a ankò lè ou vire a. kouran koupe.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 vin.
Pwoblèm lan se ke valè a enduktans depann sou sifas inductor a, ki se yon asasen rèv an tèm de miniaturization.Sepandan, anplis sans klasik mayetik, gen tou konsèp mouvman: inèsi patikil ki pote aktyèl yo anpeche chanjman 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 aplike fòs youn ak lòt pou akselere oswa ralanti.Rezistans sa a nan chanjman kreye yon sans de mouvman.Anba lidèchip Nanoelectronics Research Laboratory Kaustav Banerjee a, yo te devlope yon induktè dinamik ki sèvi ak teknoloji grafèn: materyèl ki gen pi gwo dansite enduktans tout tan.
5.) Mete grafèn nan nenpòt aparèy.Koulye a, ann fè yon bilan.Nou gen grafèn.Nou gen vèsyon "super" nan rezistans, kondansateur ak induktè-miniaturized, rezistan, serye ak efikas.Omwen nan teyori, dènye obstak nan revolisyon an nan elektwonik ultra-miniaturizasyon se kapasite nan konvèti prèske nenpòt aparèy ki fèt ak nenpòt materyèl nan yon aparèy elektwonik.Pou fè sa posib, tout sa nou bezwen se kapab entegre aparèy elektwonik ki baze sou grafèn nan nenpòt kalite materyèl nou vle, ki gen ladan materyèl fleksib.Lefèt ke grafèn bay bon likidite, fleksibilite, fòs ak konduktivite pandan y ap inofansif nan kò imen an fè li yon chwa ideyal pou objektif sa a.
Nan kèk ane ki sot pase yo, grafèn ak ekipman grafèn yo te fabrike sèlman atravè kèk pwosesis ki gen limit konsiderab.Ou ka oksidasyon òdinè grafit fin vye granmoun, Lè sa a, fonn li nan dlo, ak Lè sa a, fè grafèn pa depozisyon chimik vapè.Sepandan, sèlman kèk substrats ka depoze grafèn nan fason sa a.Ou ka redwi chimikman oksid grafèn, men si ou fè sa, ou pral fini ak grafèn bon jan kalite pòv.Ou kapab tou pwodwi grafèn pa penti kap dekale mekanik, men sa pa pèmèt ou kontwole gwosè a oswa epesè grafèn ki pwodui.
Sa a se kote pwogrè nan lazè engraving grafèn manti.Gen de fason prensipal yo reyalize sa a.Youn se kòmanse ak oksid grafèn.Menm jan ak anvan: ou oksidasyon grafit la, men olye pou yo diminye li chimikman, ou diminye li ak yon lazè.Kontrèman ak oksid grafèn ki redwi chimikman, sa kreye yon bon kalite pwodwi ki ka itilize nan superkondansateur, sikui elektwonik, ak kat memwa, pou nonmen kèk.
Ou kapab tou sèvi ak polyimid-yon plastik ki wo-tanperati-epi sèvi ak yon lazè pou fè modèl grafèn dirèkteman sou li.Lazè a kase lyezon chimik yo nan rezo polyimid la, ak atòm kabòn yo rekonbine tèt yo atravè chalè pou fòme yon fèy grafèn mens ak bon jan kalite.Polyimide te demontre yon gwo kantite aplikasyon potansyèl, paske si ou ka grave sikui grafèn sou li, ou ka fondamantalman vire nenpòt fòm nan polyimid nan yon aparèy elektwonik portable.Sa yo, pou nonmen kèk, gen ladan yo:
Men, petèt bagay ki pi enteresan an-konsidere aparisyon ak ogmantasyon nan grafèn lazè-grave ak omniprésente nan nouvo dekouvèt-se sou orizon an ki kounye a posib.Sèvi ak grafèn lazè-grave, ou ka kolekte epi estoke enèji: yon aparèy kontwòl enèji.Youn nan egzanp ki pi chokan nan echèk teknolojik nan pwogrè se pil.Jodi a, nou prèske itilize pil chimik selil sèk pou estoke enèji elektrik, ki se yon teknoloji ki gen yon istwa ki gen plizyè santèn ane.Yo te kreye pwototip nouvo aparèy depo, tankou pil zenk-lè ak kondansateur elektwochimik fleksib nan eta solid.
Sèvi ak grafèn lazè-grave, nou ka pa sèlman chanje konplètman fason nou estoke enèji, men tou, kreye yon aparèy portable ki konvèti enèji mekanik nan enèji elektrik: yon nanogenerator friksyon.Nou ka kreye ekselan ekipman fotovoltaik òganik, ki ka konplètman chanje enèji solè.Nou kapab tou fè selil biocarburant fleksib;posiblite yo gwo.An tèm de kolekte ak estoke enèji, revolisyon an pral rive nan kout tèm.
Anplis de sa, grafèn lazè-grave ta dwe inogire nan yon epòk Capteur san parèy.Sa a gen ladan detèktè fizik, paske chanjman fizik, tankou tanperati oswa souch, ka mennen nan chanjman nan karakteristik elektrik, tankou rezistans ak enpedans (ki gen ladan kontribisyon nan kapasite ak enduktans).Li gen ladan tou aparèy ki detekte chanjman nan karakteristik gaz ak imidite, epi-lè yo aplike nan kò imen an-chanjman fizik nan siy vital yon moun.Pou egzanp, "Star Trek" enspire lide nan yon enstriman triyaxial, osi lontan ke yon patch siveyans siy vital yo tou senpleman enstale, li pral imedyatman raple nou nan nenpòt ki chanjman mangonmen nan kò a, ki pral byento vin demode.
Lide sa a kapab tou louvri yon tout nouvo jaden: biosensors ki baze sou teknoloji grafèn engraving lazè.Yon gòj atifisyèl ki baze sou grafèn lazè-grave ka ede kontwole vibrasyon gòj yo epi idantifye diferans siyal ant mouvman touse, humming, kriyan, vale ak souke tèt.Si ou vle kreye yon bioreceptor atifisyèl ki ka vize molekil espesifik, konsepsyon divès kalite biodetèktè portable, e menm ede reyalize divès aplikasyon telemedsin, grafèn lazè grave tou gen gwo potansyèl.
Li pa t 'jouk 2004 ke yon metòd pou pwodwi fèy grafèn omwen entansyonèlman te devlope pou premye fwa.Nan 17 ane kap vini yo, yon seri de pwogrè paralèl finalman mete posiblite pou chanje nèt fason moun kominike avèk aparèy elektwonik nan premye plan.Konpare ak tout metòd anvan yo 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 divès aplikasyon tankou elektwonik po.chanje.
Nan fiti prè, li pa rezonab pou atann pwogrè nan sektè enèji a, ki gen ladan kontwòl enèji, rekòlte enèji, ak depo enèji.Nan fiti prè, gen tou pwogrè nan detèktè, ki gen ladan detèktè fizik, detèktè gaz, e menm biosensors.Pi gwo revolisyon an ka soti nan aparèy portable, tankou sa yo itilize pou fè dyagnostik aplikasyon telemedsin.Pou asire w, toujou gen anpil defi ak obstak.Men, obstak sa yo mande pou amelyorasyon incrémentielle olye ke revolisyonè.Avèk devlopman kontinyèl nan aparèy konekte ak entènèt la nan bagay sa yo, demann lan pou ultra-ti pwodwi elektwonik pi gran pase tout tan.Avèk dènye devlopman yo nan teknoloji grafèn, nan plizyè fason, tan kap vini an te rive.
Yon nouvo kalite purifikateur dlo ki ka pirifye dlo rivyè tou senpleman ak byen vit pral ede rezoud pwoblèm global mank dlo pou bwè.
Tan poste: 11 fevriye 2020