Náttúran

Hversu þunnt er grafín?

Grafín hefur verið lofað sem sannkallað undraefni því það getur verið ákaflega sterkt og á sama tíma ótrúlega þunnt. En hversu þunnt er það eiginlega og hvers vegna er það svona sterkt?

BIRT: 13/11/2022

 

Grafín er eitt atóm á þykkt. Það samanstendur af lagi af kolefnisatómum sem mynda tvívítt net með jafngildum efnatengjum í sexköntuðu formi.

 

Það myndi þurfa um þrjú milljón lög hvert ofan á annað til að búa til eins millimetra þykka grafínplötu.

 

Grafín var skapað árið 2004 þegar eðlisfræðingarnir Andre Gaim og Konstantin Novoselov notuðu límband til að ná upp örsmáum flögum úr grafíti – efninu sem er í broddi blýanta.

 

Þessu næst leystu þau upp límbandið í vökva og eftir varð að lokum lag sem var einungis eitt kolefnisatóm á þykkt.

 

Köttur gæti legið á grafíni

Efnatengingarnar milli kolefnisatómanna í grafíni eru afar stöðugar, sem gerir efnið að því sterkasta sem vísindamenn vita um – um 200 sinnum sterkara en stál.

 

Andre Gaim og Konsantin Novoselov hlutu árið 2010 Nóbelsverðlaunin í eðlisfræði fyrir tilraunir sínar með grafín og Nóbelakademían lýsti styrki efnisins þannig:

 

„Eins fermetra stórt hengirúm, ekki þyngra en eitt veiðihár kattar, getur borið þungan af meðalþungum ketti án þess að brotna.“ Meðalþyngd katta er um 4 kg og veiðihár vegur einungis 0,77 mg.

 

1- Grafín samanstendur af kolefnisatómum sem tengjast saman í svonefndum samgildum tengjum því atómin deila rafeindum hvert með öðru. Það þarf gríðarlega orku til að rjúfa tengin og þess vegna er grafín t.d. sterkara en demantur, þrátt fyrir að það sé á sama tíma létt og hægt að beygja það án þess að það brotni.

 

2 – Hvert kolefnisatóm í grafíni er með rafeind á ytri braut sinni sem tekur ekki þátt í tengingum með öðrum atómum. Rafeindirnar geta farið frjálst um í efninu sem gerir grafínið að fyrirtaks rafmagnsleiðara – allt að 70% skilvirkari en kopar, sem er algengur í rafmagnsleiðslum.

 

3 – Grafín væri mögulega hægt að nýta í margs konar tækni. En vísindamenn horfa einkum til möguleikanna sem tengjast nýrri gerð sólarsella sem með skilvirkum hætti umbreyta sólarljósi í straum og eru á sama tíma afar þunnar og sveigjanlegar svo hægt sé að nýta þær í hvaðeina, allt frá gluggum yfir í síma.

Vísindamenn vinna nú að því að þróa grafín í fjölmörg tól og tæki. Í rafeindabúnaði varðar það t.d. sveigjanlega skjái og ofurþunnar og skilvirkar sólarsellur.

 

Aðrir vísindamenn telja að með grafíni megi sía sjó þannig að hann verði drykkjarhæfur, sem væri í sjálfu sér stórkostlegur áfangi.

LESTU EINNIG

Jörðin

Maðurinn hefur breytt möndulhalla jarðar

Náttúran

Topp 5: Af hvaða dýrum er mestur fjöldi?

Náttúran

Topp 5: Af hvaða dýrum er mestur fjöldi?

Maðurinn

Þessir einstaklingar eru í minni hættu á að greinast með heilabilun

Maðurinn

Þessir einstaklingar eru í minni hættu á að greinast með heilabilun

Maðurinn

Hvers vegna þola sumir ekki kóríander?

Heilsa

Bakteríur í blóði auka þyngdina

Maðurinn

Svefnleysi skaðar þarmana

NÝJASTA NÝTT

Menning

Af hverju fengu inúítar ekki skyrbjúg?

Lifandi Saga

Fjórir kvillar sem bóluefni hafa knésett

Menning og saga

Frumstæð manntegund jarðsetti hina látnu

Maðurinn

Vísindamenn endurnýja hárvöxt á músum

Lifandi Saga

Nanjing harmleikurinn verri en hin versta martröð

Maðurinn

3 ókostir við greind

Jörðin

Ný NASA-flugvél á að minnka losun í flugi

Náttúran

Eitruðustu efni veraldar

Heilsa

Er hægt að sofa með opin augun?

Lifandi Saga

Að sjá fangana var áfall: Hermenn grétu

Menning

Af hverju fengu inúítar ekki skyrbjúg?

Lifandi Saga

Fjórir kvillar sem bóluefni hafa knésett

Menning og saga

Frumstæð manntegund jarðsetti hina látnu

Maðurinn

Vísindamenn endurnýja hárvöxt á músum

Lifandi Saga

Nanjing harmleikurinn verri en hin versta martröð

Maðurinn

3 ókostir við greind

Jörðin

Ný NASA-flugvél á að minnka losun í flugi

Náttúran

Eitruðustu efni veraldar

Heilsa

Er hægt að sofa með opin augun?

Lifandi Saga

Að sjá fangana var áfall: Hermenn grétu

Fáðu aðgang að vÍSINDI.IS

Ókeypis í 2 vikur!

 

Eftir það kostar eingöngu 1.390 kr. á mánuði og enginn uppsagnarfrestur.

 

Innifalið er aðgangur að öllum greinum á vefnum ásamt rafræna útgáfu af nýjustu tölublöðunum.

  • Fullur aðgangur að visindi.is
  • Frábærar myndir og myndbönd
  • Aðgengilegt í öllum snjalltækjum
  • Fullur aðgangur að gríðarlegu magni eldri greina
  • Nýjustu tölublöðin í rafrænu formi

Maðurinn

Rannsókn: Greinileg merki um framhjáhald.

Maðurinn

Rannsókn: Greinileg merki um framhjáhald.

Lifandi Saga

Þess vegna trúa milljónir á mýtuna: Barnaníðingar djöfulsins 

Lifandi Saga

Þess vegna trúa milljónir á mýtuna: Barnaníðingar djöfulsins 

Vísindamenn

Stærðfræðisnillingur fann upp tölvuna

Heilsa

Þess vegna ættir þú alltaf að setja klósettlokið niður áður en þú sturtar

Maðurinn

Vanþroskað tvíburafóstur fjarlægt úr heila ársgamallar stúlku

Tækni

100 milljónir hafa kosið: Hér eru hin sjö nýju undur veraldar 

Vinsælast

1

Menning

Af hverju fengu inúítar ekki skyrbjúg?

2

Maðurinn

Líkami þinn lifir eftir dauðann

3

Maðurinn

Þessir einstaklingar eru í minni hættu á að greinast með heilabilun

4

Maðurinn

3 ókostir við greind

5

Náttúran

Hversu lengi getur könguló lifað af í ryksugupokanum?

6

Náttúran

Topp 5: Af hvaða dýrum er mestur fjöldi?

1

Menning

Af hverju fengu inúítar ekki skyrbjúg?

2

Maðurinn

Líkami þinn lifir eftir dauðann

3

Maðurinn

Þessir einstaklingar eru í minni hættu á að greinast með heilabilun

4

Maðurinn

3 ókostir við greind

5

Náttúran

Hversu lengi getur könguló lifað af í ryksugupokanum?

6

Náttúran

Topp 5: Af hvaða dýrum er mestur fjöldi?

Maðurinn

Hvers vegna þarf eldra fólk minni svefn?

Lifandi Saga

Fjöldamorðin í Katyn: Stalín hugðist brjóta Pólverja á bak aftur

Maðurinn

Matseðill morgundagsins: Skordýrabrauð með ostlíki úr geri

Maðurinn

Ljós frá símum og tölvum styttir ævina

Lifandi Saga

Refsiföngum í síðari heimsstyrjöldinni fórnað 

Maðurinn

Af hverju eiga karlmenn auðveldara með að fá fullnægingu en konur?

Maðurinn

Leiðbeiningar um uppeldi: Reiðilestur veldur niðurbroti í heila

Maðurinn

Hvernig er best að fara á klósettið?

Maðurinn

Auðmaður vill drekka úr æskubrunninum

Maðurinn

Þess vegna þyngist þú með aldrinum

Maðurinn

Íhugun getur breytt heila þínum

Maðurinn

Erum við fædd matvönd?

Af hverju fengu inúítar ekki skyrbjúg?

Inúíta höfðu engan beinan aðgang að ferskum ávöxtum eða grænmeti, en hvernig gátu þeir forðast skyrbjúg, sem hrjáði t.d. marga sjómenn?

Menning

ÁSKRIFT AÐ VÍSINDI.IS

Prófaðu í 14 daga ókeypis!

  • Fullur aðgangur að vefnum okkar með tæplega 3000 skemmtilegum og spennandi greinum um allt milli himins og jarðar á sviði vísinda og sögu.
  • Lifandi vísindi/Lifandi saga í rafrænni útgáfu á vefnum,
  • Aðeins 1.690 krónur á mánuði.
  • Engin skuldbinding – Þú getur hætt hvenær sem er.

ÁSKRIFT AÐ TÍMARITINU

Þrjú tölublöð + gjöf: Skemmtilegur sjónauki
  • Þrjú næstu tölublöð Lifandi vísinda/Lifandi sögu – sent heim til þín – eins færðu lítinn og vandaðan sjónauka að gjöf.
  • Fullur aðgangur að vefnum okkar – visindi.is – með tæplega 3000 skemmtilegum og spennandi greinum um allt milli himins og jarðar á sviði vísinda og sögu.
  • Spennandi greinar og flottar myndir sem svala forvitni þinni.
  • Þú getur hætt eftir tilboðið en ef þú heldur áfram skuldbindur þú þig aðeins þrjú tölublöð í einu og þú getur sagt upp hvenær sem sem og klárar þá tímabilið sem er hafið.
  • Venjuleg áskrift – þrjú tölublöð – kostar aðeins 7.590 kr

Sjónauki og þriggja blaða áskrift – Alls 3.800 kr.

Lifandi vísindi

Lyf

Lifandi saga

Search

Ertu áskrifandi að tímaritinu?

Áskrifendur að tímaritinu geta fengið frían aðgang að vefnum hér.

Innskráning

Ertu áskrifandi að tímaritinu?

Áskrifendur að tímaritinu geta fengið frían aðgang að vefnum hér.