warta

Meh kabeh sing kita temokake ing donya modern gumantung ing elektronik nganti sawetara. Wiwit kita pisanan nemokake cara nggunakake listrik kanggo ngasilake karya mekanik, kita wis nggawe piranti gedhe lan cilik kanggo ningkatake urip kita kanthi teknis. Saka lampu listrik nganti smartphone, saben piranti. kita ngembangake mung kalebu sawetara komponen prasaja sing digabung ing macem-macem konfigurasi. Nyatane, luwih saka siji abad, kita wis ngandelake:
Revolusi elektronik modern kita gumantung ing papat jinis komponen iki, plus - mengko - transistor, kanggo nggawa kita meh kabeh sing digunakake saiki. daya kurang, lan nyambung piranti kita kanggo saben liyane, kita cepet teka tengen iki klasik limits.Technology.Nanging, ing awal 2000s, limang advancements kabeh teka bebarengan, lan padha wis dipunwiwiti kanggo ndandani donya modern kita. Punika carane iku kabeh.
1.) Pangembangan graphene. Saka kabeh bahan sing ditemokake ing alam utawa digawe ing laboratorium, berlian ora dadi bahan sing paling angel. Ana enem sing luwih angel, sing paling angel yaiku graphene. Ing taun 2004, graphene, lembaran karbon sing kandel atom. dikunci bebarengan ing pola kristal heksagonal, ora sengaja diisolasi ing laboratorium. Mung nem taun sawisé advance iki, panemu sawijining Andrei Heim lan Kostya Novoselov dianugerahi Bebungah Nobel ing Fisika. fisik, kimia, lan kaku termal, nanging bener kisi sampurna saka atom.
Graphene uga nduweni sifat konduktif sing nggumunake, tegese yen piranti elektronik, kalebu transistor, bisa digawe saka graphene tinimbang silikon, bisa uga luwih cilik lan luwih cepet tinimbang apa wae sing kita duwe saiki. Yen graphene dicampur dadi plastik, bisa diowahi dadi materi sing tahan panas, kuwat sing uga nglakokaké listrik. Kajaba iku, graphene kira-kira 98% transparan kanggo cahya, sing tegese revolusioner kanggo layar demek transparan, panel pemancar cahya lan malah sel surya. Kaya sing diandharake dening Yayasan Nobel 11 taun. kepungkur, "mbok menawa kita ana ing ambang miniaturisasi elektronik liyane sing bakal nyebabake komputer dadi luwih efisien ing mangsa ngarep."
2.) Resistor gunung lumahing. Iki minangka teknologi "anyar" paling tuwa lan bisa uga dikenal kanggo sapa wae sing wis mbedakake komputer utawa ponsel. Resistor gunung permukaan minangka obyek persegi panjang cilik, biasane digawe saka keramik, kanthi pinggiran konduktif ing loro ends.Pengembangan keramik, kang nolak aliran saiki tanpa dissipating akeh daya utawa panas, wis digawe iku bisa kanggo nggawe resistor sing luwih saka resistor tradisional lawas digunakake sadurunge: resistor timbal sumbu.
Sifat-sifat kasebut ndadekake becik kanggo nggunakake piranti elektronik modern, utamane piranti-piranti daya lan seluler. daya sampeyan bisa aplikasi kanggo wong-wong mau ing alangan ukuran padha.
3.) Supercapacitors.Kapasitor iku salah siji saka teknologi elektronik paling tuwa.Dheweke adhedhasar persiyapan prasaja kang loro lumahing konduktif (piring, silinder, Nihan bundher, etc.) Kapisah saka saben liyane dening jarak cilik, lan loro lumahing konduktif. lumahing bisa kanggo njaga charges witjaksono lan ngelawan.Nalika sampeyan nyoba kanggo pass saiki liwat kapasitor ngisi lan nalika sampeyan mateni saiki utawa nyambungake loro piring kapasitor discharges.Kapasitor duwe sawetara saka sudhut aplikasi, kalebu panyimpenan energi, a bledosan cepet saka energi dirilis, lan piezoelektrik electronics, ngendi owah-owahan ing meksa piranti generate sinyal electrical.
Mesthine, nggawe pirang-pirang piring sing dipisahake kanthi jarak cilik ing skala sing cilik banget ora mung tantangan nanging dhasar diwatesi. Kemajuan paling anyar ing bahan-utamane calcium copper titanate (CCTO) -bisa nyimpen muatan gedhe ing spasi cilik: supercapacitors. Piranti miniatur iki bisa diisi lan dibuwang kaping pirang-pirang sadurunge ilang;ngisi lan ngeculake luwih cepet;lan nyimpen 100 kaping energi saben volume unit saka kapasitor lawas. Padha teknologi game-ganti nalika nerangake electronics miniaturizing.
4.) Super induktor.Minangka pungkasan saka "Big Three," superinductor minangka pemain paling anyar sing metu nganti 2018. Induktor minangka koil kanthi arus sing digunakake karo inti magnetizable. Induktor nentang owah-owahan ing magnetik internal. lapangan, kang tegese yen sampeyan nyoba kanggo supaya saiki mili liwat, iku nolak kanggo nalika, banjur ngidini saiki kanggo mili bebas liwat, lan pungkasanipun nolak owah-owahan maneh nalika sampeyan mateni saiki. Bebarengan karo resistor lan kapasitor, padha dadi telung unsur dhasar kabeh circuits.Nanging maneh, ana watesan carane cilik padha bisa njaluk.
Masalahe yaiku nilai induktansi gumantung saka area permukaan induktor, sing dadi pembunuh impen babagan miniaturisasi.Nanging saliyane induktansi magnetik klasik, ana uga konsep induktansi energi kinetik: inersia saka partikel-partikel sing nggawa saiki dhewe nyegah owah-owahan gerakane. Kayadene semut ing baris kudu "ngomong-ngomong" siji liyane kanggo ngganti kacepetan, partikel sing nggawa saiki, kaya elektron, kudu ngetokake gaya kanggo nyepetake. utawa alon mudhun.Resistensi iki kanggo owah-owahan nggawe raos gerakan.Ing pimpinan Kaustav Banerjee's Nanoelectronics Research Laboratory, induktor energi kinetik nggunakake teknologi graphene saiki wis dikembangake: materi Kapadhetan induktansi paling dhuwur sing wis direkam.
5.) Sijine graphene ing piranti apa wae. Saiki ayo njupuk saham. Kita duwe graphene. Kita duwe versi "super" resistor, kapasitor lan induktor - miniatur, kuat, dipercaya lan efisien. Rintangan pungkasan ing revolusi ultra-miniaturisasi ing elektronika , paling ora ing teori, yaiku kemampuan kanggo ngowahi piranti apa wae (digawe saka meh kabeh materi) dadi piranti elektronik. Kanggo nggawe iki bisa, kabeh sing kita butuhake yaiku kemampuan kanggo nampilake elektronik berbasis graphene menyang sembarang jenis materi sing dikarepake, kalebu bahan fleksibel.Kasunyatan manawa graphene nduweni fluiditas, keluwesan, kekuatan, lan konduktivitas sing apik, nanging ora mbebayani kanggo manungsa, ndadekake becik kanggo tujuan iki.
Ing sawetara taun kepungkur, piranti graphene lan graphene wis digawe kanthi cara sing mung bisa ditindakake liwat sawetara proses sing cukup ketat. Sampeyan bisa ngoksidasi grafit lawas sing kosong, larut ing banyu, lan nggawe graphene kanthi uap kimia. deposition.Nanging, ana mung sawetara substrat kang graphene bisa setor ing cara iki.Sampeyan bisa kimia nyuda graphene oxide, nanging yen sampeyan nindakake, sampeyan bakal mungkasi munggah karo kualitas miskin graphene.Sampeyan uga bisa gawé graphene dening mechanical exfoliation. , nanging iki ora ngijini sampeyan kanggo ngontrol ukuran utawa kekandelan saka graphene sampeyan gawé.
Iki ngendi kemajuan ing graphene ukir laser teka ing.Ana rong cara utama kanggo entuk iki.Salah kanggo miwiti karo graphene oxide.Sama kaya sadurunge: sampeyan njupuk grafit lan ngoksidasi, nanging tinimbang ngurangi kimia, sampeyan ngurangi. karo laser. Boten kados kimia suda graphene oxide, iku produk kualitas dhuwur sing bisa digunakake ing supercapacitors, sirkuit elektronik, lan kertu memori, lan liyane.
Sampeyan uga bisa nggunakake polyimide, plastik suhu dhuwur, lan pola graphene langsung karo laser.Laser break ikatan kimia ing jaringan polyimide, lan atom karbon thermally reorganize piyambak kanggo mbentuk tipis, lembaran graphene kualitas dhuwur.Polyimide wis ditampilake ton saka aplikasi potensial, amarga yen sampeyan bisa ngukir sirkuit graphene ing, sampeyan bisa Sejatine ngowahi sembarang wangun polyimide menyang electronics wearable. Iki, kanggo sawetara jeneng, kalebu:
Nanging mbok menawa sing paling nyenengake-diwenehi emergence, munggah, lan ubiquity panemuan anyar graphene-ukir laser-ana ing cakrawala apa saiki bisa. Kanthi graphene-ukir laser, sampeyan bisa harvest lan nyimpen energi: piranti kontrol energi .Salah sawijining conto paling egregious saka teknologi gagal kanggo advance punika baterei.Dina iki, kita meh nggunakake kimia sel garing kanggo nyimpen energi listrik, teknologi abad-lawas.Prototipe piranti panyimpenan anyar, kayata baterei seng-air lan ngalangi-negara. kapasitor elektrokimia fleksibel, wis digawe.
Kanthi graphene sing diukir laser, ora mung bisa ngowahi cara nyimpen energi, nanging uga bisa nggawe piranti sing bisa dipakai sing ngowahi energi mekanik dadi listrik: nanogenerator triboelektrik. uga bisa nggawe sel biofuel fleksibel;kemungkinan gedhe.Ing tapel wates ngumpulake lan nyimpen energi, revolusi kabeh ana ing wektu sing cendhak.
Salajengipun, graphene sing diukir laser kudu nyetujoni jaman sensor sing durung tau ana. ).Iki uga kalebu piranti sing ndeteksi owah-owahan ing sifat gas lan asor, lan - nalika ditrapake ing awak manungsa - owah-owahan fisik ing tandha-tandha vital wong.Contone, gagasan tricorder sing diilhami dening Star Trek bisa cepet dadi lungse dening mung masang tembelan ngawasi tandha-tandha penting sing langsung menehi tandha marang owah-owahan sing ngganggu ing awak kita.
Pamikiran iki uga bisa mbukak lapangan anyar: biosensor adhedhasar teknologi graphene sing diukir laser. Tenggorokan gawean adhedhasar graphene sing diukir laser bisa mbantu ngawasi getaran tenggorokan, ngenali prabédan sinyal antarane batuk, berdengung, njerit, ngulu lan manthuk. gerakan.Grapene sing diukir laser uga nduweni potensi gedhe yen sampeyan pengin nggawe bioreseptor buatan sing bisa ngarahake molekul tartamtu, ngrancang macem-macem biosensor sing bisa dipakai, utawa malah mbantu ngaktifake macem-macem aplikasi telemedicine.
Ora nganti taun 2004, cara kanggo ngasilake lembaran graphene, paling ora sengaja, dikembangake. Dibandhingake karo kabeh cara sing wis ana kanggo ngasilake lan nggawe piranti adhedhasar graphene, graphene sing diukir kanthi laser mbisakake pola graphene sing prasaja, bisa diproduksi massal, berkualitas tinggi, lan murah ing macem-macem aplikasi kalebu owah-owahan elektronik kulit.
Ing mangsa ngarep, cukup kanggo nyana kemajuan ing sektor energi, kalebu kontrol energi, panen energi, lan panyimpenan energi. Uga ing wektu sing cedhak ana kemajuan ing sensor, kalebu sensor fisik, sensor gas, lan malah biosensor. revolusi kamungkinan teka saka wearables, kalebu piranti kanggo aplikasi telemedicine diagnostik.Mesthekake, akeh tantangan lan alangan tetep.Nanging alangan iki mbutuhake incremental tinimbang dandan revolusioner.Amarga piranti sing disambungake lan Internet of Things terus berkembang, perlu kanggo elektronik ultra-cilik luwih gedhe tinimbang sadurunge. Kanthi kemajuan paling anyar ing teknologi graphene, masa depan wis ana ing pirang-pirang cara.