Уникалната способност на графита да провежда електричество, докато разсейва или пренася топлината далеч от критичните компоненти, го прави чудесен материал за приложения в електрониката, включително полупроводници, електрически двигатели и дори производството на съвременни батерии.
Графенът е това, което учените и инженерите наричат един слой графит на атомно ниво и тези тънки слоеве графен се навиват и използват в нанотръби. Това вероятно се дължи на впечатляващата електрическа проводимост и изключителната здравина и твърдост на материала.
Днешните въглеродни нанотръби са конструирани със съотношение дължина към диаметър до 132 000 000:1, което е значително по-голямо от всеки друг материал. Освен че се използва в нанотехнологиите, които все още са доста нови в света на полупроводниците, трябва да се отбележи, че повечето производители на графит произвеждат специфични видове графит за полупроводниковата индустрия от десетилетия.
2. Електрически двигатели, генератори и алтернатори
Въглеродният графитен материал също често се използва в електрически двигатели, генератори и алтернатори под формата на въглеродни четки. В този случай „четката“ е устройство, което провежда ток между неподвижни проводници и комбинация от движещи се части и обикновено се помещава във въртящ се вал.
3. Йонна имплантация
Сега графитът се използва все по-често в електронната индустрия. Използва се и при имплантиране на йони, термодвойки, електрически ключове, кондензатори, транзистори и батерии.
Йонната имплантация е инженерен процес, при който йони от конкретен материал се ускоряват в електрическо поле и се въздействат върху друг материал като форма на импрегниране. Това е един от основните процеси, използвани в производството на микрочипове за нашите съвременни компютри, а графитните атоми обикновено са един от видовете атоми, които се вливат в тези базирани на силиций микрочипове.
Освен уникалната роля на графита в производството на микрочипове, базираните на графит иновации сега се използват и за замяна на традиционните кондензатори и транзистори. Според някои изследователи графенът може да бъде възможна алтернатива на силиция като цяло. Той е 100 пъти по-тънък от най-малкия силициев транзистор, провежда електричество много по-ефективно и има екзотични свойства, които могат да бъдат много полезни в квантовите изчисления. Графенът се използва и в съвременните кондензатори. Всъщност се предполага, че графеновите суперкондензатори са 20 пъти по-мощни от традиционните кондензатори (освобождават 20 W/cm3) и може да са 3 пъти по-силни от днешните високомощни литиево-йонни батерии.
4. Батерии
Когато става въпрос за батерии (сухи клетки и литиево-йонни), въглеродните и графитните материали също са от решаващо значение. В случай на традиционна суха клетка (батериите, които често използваме в нашите радиостанции, фенерчета, дистанционни и часовници), метален електрод или графитен прът (катода) е заобиколен от влажна електролитна паста и двете са капсуловани вътре метален цилиндър.
Днешните съвременни литиево-йонни батерии също използват графит - като анод. По-старите литиево-йонни батерии използват традиционни графитни материали, но сега, когато графенът става все по-достъпен, сега се използват графенови аноди - най-вече по две причини; 1. графеновите аноди задържат енергията по-добре и 2. обещава време за зареждане, което е 10 пъти по-бързо от традиционната литиево-йонна батерия.
Презареждаемите литиево-йонни батерии стават все по-популярни в наши дни. Сега те често се използват в нашите домакински уреди, преносима електроника, лаптопи, смарт телефони, хибридни електрически автомобили, военни превозни средства, както и в космическите приложения.
Време на публикуване: 15 март 2021 г