No dagiti suson ti graphene ket agtumpok iti maysa ken maysa, mangpormada iti graphite. Ti maysa a milimetro a graphite ket naglaon iti agarup 3 a milion a suson ti graphene. Ti nalag-an a panangi-stroke ti lapis iti papel ket mangibati kadagiti tugot a mabalin a sumagmamano laeng a suson wenno uray ti maymaysa a suson ti graphene. Gapu iti perpekto a dua-dimensional nga estrukturana, daytoy ket agserbi a kas ti panagandar a panagnayon kadagiti adu a makabaro a produkto.
No pagsasaritaan ti maipapan iti graphene, ti kalatakan a nadakamat ket awan duadua a ti 2010 a Premio Nobel iti Pisika, nga inbinglay ti dua a sientista gapu iti groundbreaking research-da iti graphene. Iti nabiit pay, ti Unibersidad ti Fudan ket nangipakaammo a dagiti managsirarakna, a nakitinnulong kadagidiay manipud iti Nailian nga Unibersidad ti Singapore, ket nangaramidda ti maysa a brand-baro, nangato-episiensiana a pamay-an ti panagsagana ti graphene a ti kangrunaan a teknolohiana ket nalaka a maipadakkel para iti industrial a produksion.
Ti nakadkadlaw, ti grupo dagiti managsirarak ket nangaramid iti pamay-an a naan-anay a kasungani ti tradisional a dana ti panangipablaak nga umuna kadagiti papeles ken kalpasanna makitinnulong kadagiti empresa. Nagun-odda dagiti makabaro a resulta idi 2013, nangipila iti patente idi 2014, inyalisda ti patente iti domestic enterprise idi 2015, ken impablaakda laeng dagiti natakuatanda online idiDagiti Komunikasion ti Nakaparsuaanidi Enero 8. Ni Lu Hongbin, maysa kadagiti lider ti grupo manipud iti Department of Macromolecular Science ken ti State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers idiay Fudan University, kinunana nga umis-isem: "Dagiti nasayaat a banag ket maikari nga urayen; masansan a nasaysayaat ti resultada kalpasan ti sumagmamano a panawen tapno agmataengan."
Ladawan ti atomiko‐a‐resolusion a panagipatulod nga elektron a mikroskopia (a), Raman nga espektro (b), X‐ray a potoelektron nga espektroskopia nga espektro (c), ken dakkel‐a‐rukod nga atomiko a puersa a mikroskopia a ladawan (d) ti kas‐naisagana a graphene; dagiti plot ti pannakaiwaras ti kapuskol ti graphene (e) ken dagiti estadistika ti lateral a kadakkel (f).
Ladawan ni Dong Lei
Manmano a tattao ti makaammo a ti graphene ket saan laeng a maysa a nagan iti listaan ti Premio Nobel - daytoy ket nasinged a naikapet iti inaldaw a panagbiag. Daytoy ket adda a natural iti lubong, urayno ti panagbukod ti agmaymaysa a-layer a graphene ket saan a nalaka nga aramid. Naurnong a suson por suson, ti graphene ket mangporma ti graphite, nga addaan iti 1 milimetro a graphite a naglaon iti agarup a 3 a milion a suson ti graphene. Ti marka ti lapis iti papel ket mabalin a sumagmamano wenno uray maysa laeng a suson ti graphene. Gapu ti ideal a 2D nga estrukturana, daytoy ket agtignay a kas ti agtigtignay a panagnayon kadagiti nadumaduma a makabaro a produkto:
· No mainayon kadagiti espesial a polimero a kalupkop, paatiddogenna ti biag ti serbisio babaen kadagiti nagsayaat a tagikua ti bangen;
· Nausar a kas ti konduktibo nga ahente kadagiti bateria, ti 2D nga estrukturana ket mangpasayaat ti naparpartak a panagitulod ti elektron, a dakkel a mangparang-ay ti kapartak ti panagkarga;
· Nairaman kadagiti lanot ken de koriente nga alikamen a pagpapudot, ti naisangsangayan nga elektrikal ken thermal conductivity-na ket mangpasayaat unay iti panagaramid ti produkto.
Gapu iti dakkel a pategna, nagbalinen a kalat a makisalisal agpadpada iti akademia ken industria dagiti nasaysayaat a pamay-an ti panagsagana. Dua a sientista idiay Unibersidad ti Manchester - da Andre Geim ken Konstantin Novoselov - ket nakaduktal ti naisangsangayan a simple a wagas tapno makagun-od kadagiti umad-adu a naingpis a graphite flakes. Inukradda dagiti flake manipud iti nangato ti orientasionna a pyrolytic graphite, inkapetda ti agsumbangir a sikigan iti espesial a adhesive tape, ken biningayda dagiti flakes babaen ti panangpisangda iti tape. Ti panangulit iti daytoy a proseso ket nangpataud kadagiti naingpis ken naingpis a panid, a kamaudiananna nagbanag kadagiti flake a buklen ti maysa laeng a suson dagiti atomo ti karbon: ti graphene. Manipud idin, dagiti adu a baro a pamay-an ti panagsagana ket rimsua, ken kalpasan ti lima a tawen a panagrang-ay, ti industrial-a sukog a panagpataud ti graphene ket nakagun-od iti madanon.
Ni Propesor Lu Hongbin ket nangted ti graphene kadagiti tallo a "kasayaatan iti lubong" a paulo:
· Ti kaingpisan a pagaammo a material, iti 0.335 laeng a nanometro ti kapuskolna;
· Ti kapigsaan a material, mamin-100 a napigpigsa ngem iti asero;
·Ti kasayaatan a thermal conductor, nasurok a 10 a daras a nangatngato ngem ti pirak.
Mainayon pay, ti graphene ket addaan iti nangato unay a panaggunay ti elektron, dua nga order ti magnitude a nangatngato ngem ti silikon. Kas maysa a napateg nga estratehiko a rumrummuar a material, daytoy a nobela a 2D a material ket addaan iti dakkel a potensial ti aplikasion kadagiti nasirib nga alikamen, aeroespasio, panagidulin ti enerhia, panagtarimaan ti aglawlaw, ken adu pay a tay-ak.
Nupay kasta, ti pananggun-od ti episiente, dakkel-kadakkel a panagpataud ti nangato-kalidad a graphene ket nabayagen a maysa a kangrunaan a tengnged ti botelia a manglapped iti nasaknap a pannakaipakatna.
Natural nga adda ti graphene, ken ti kasayaatan nga estratehia ti panagsagana ket ti panangikkat iti natural a flake graphite iti graphene iti espesipiko a likido a solvent. Iti sabali a pannao, gapu ta ti graphene ket hydrophobic, masapul a mainayon ti adu a surfactant iti likido bayat ti panag-exfoliation, ta no saan, dandani imposible ti panagsina. Dagiti gagangay a pamay-an ket kadawyan a kasapulan ti 3 a tonelada nga oksidante a kas ti potassium permanganate tapno mangpataud ti 1 a tonelada ti graphene, a mangbalbaliw daytoy iti graphene oxide sakbay ti panag-exfoliation ken panagpabassit. Daytoy a proseso ket mangpataud kadagiti dakkel a tomo ti narugit a danum manipud iti oksidasion, pannakakissay, ken panagdalus, bayat a mangdadael pay kadagiti sumagmamano a naisangsangayan a tagikua ti graphene.
Kasano a naparmek ti grupo ti panagsukisok dagitoy a karit?Inadaptarda ti saan a natalged nga estratehia ti panagiwarwaras babaen ti panangipaunegda iti bassit unay a kaadu ti mai-ionisable nga oksihena-a naglaon kadagiti agtigtignay a grupo kadagiti rabaw ti graphene, a mangpabalin iti napardas, nangato-nga apit a panag-exfoliation kadagiti ultra-nangato a konsentrasion. Nasurok a 90% ti na-exfoliated a produkto ket agmaymaysa-layer a graphene nga addaan kadagiti bassit a depekto ti lattice, nga epektibo a mangrisut kadagiti isyu ti panagidulin ken transportasion para kadagiti dadakkel-scale nga aplikasion. Iti pay maipatinayon, ti nadalusan a graphene slurry a pinataud babaen daytoy a pamay-an ket mangipakpakita kadagiti paborable a reolohiko a tagikua ken mabalin a direkta a mausar a mangimaldit kadagiti 3D-a graphene aerogel ti nadumaduma a sukog, a manglukat kadagiti baro a dalan para kadagiti aplikasion ti graphene iti panagidulin ti enerhia, panagagas ti aglawlaw, dagiti multifunctional a kompuesto, ken iti labesna.
