Negli ultimi anni, il grafene è stato una parola d'ordine: un nuovo materiale con proprietà straordinarie che promette di rivoluzionare tutto sulla nostra vita. Ma è tutto hype vuoto? Che cos'è esattamente il grafene e cosa possiamo aspettarci davvero da esso?
Il grafene è una forma insolita di uno degli elementi più comuni del pianeta (il carbonio) ed è stato scoperto e sintetizzato nell'università di Manchester nel 2004. Consiste di molti fogli di carbonio, ogni foglio di un solo atomo di spessore, tutto sistemato in un reticolo esagonale.
E a causa di ciò, ha tutti i tipi di proprietà interessanti e inaspettate. Ad esempio, il grafene è circa 200 volte più forte dell'acciaio e sei volte più leggero. Conduce calore ed elettricità ed è estremamente sensibile alla luce pur essendo quasi completamente trasparente.
Fin dalla sua scoperta, scienziati e ingegneri sono stati impegnati a cercare modi pratici per utilizzare questo straordinario materiale. L'elenco delle possibilità è quasi infinito, ma qui ci sono alcuni dei posti che puoi aspettarti di vedere il grafene che fa la differenza nella tua vita abbastanza presto.
1. Chip del computer
Per un po 'abbiamo visto i chip del computer seguire la legge di Moore. Qual è la legge di Moore, e che cosa ha a che fare con te? [MakeUseOf Explains] Qual è la legge di Moore e cosa ha a che fare con te? [MakeUseOf Explains] La sfortuna non ha nulla a che fare con la legge di Moore. Se questa è l'associazione che hai avuto, la stai confondendo con la legge di Murphy. Tuttavia, non sei stato lontano perché la legge di Moore e la legge di Murphy ... Leggi di più, il che significa che raddoppiano al potere approssimativamente ogni 18 mesi circa, ma ci stiamo ora avvicinando ai limiti di come si possano realizzare piccoli transistor al silicio. A questo ritmo, la legge di Moore non sarà più vera andando avanti.
Ma sono in corso ricerche per vedere come il grafene può essere usato in combinazione con il silicio per produrre processori più veloci, più piccoli e meno energivori. IBM ha investito $ 3 miliardi nella ricerca di grafene e prevede di avere un processore di grafene funzionante sul mercato entro il 2019.
Nel migliore dei casi, i chip incluso il grafene hanno il potenziale per essere ordini di grandezza più veloci rispetto ai tradizionali chip di silicio, quindi una svolta qui potrebbe essere incredibile per il mondo informatico.
2. Batterie
Siamo completamente dipendenti dalle batterie in questa attuale era di smartphone e altri dispositivi elettronici portatili, quindi siamo sempre alla ricerca di modi per farli durare più a lungo. Il grafene mostra molte promesse in quest'area.
Samsung ha riportato un certo successo con l'aumento della capacità della batteria incorporando il grafene nelle batterie agli ioni di litio, e lungo linee simili, Dongxu ha svelato quello che dice è il primo pacco batterie al grafene al mondo. Dongxu afferma che la sua batteria da 4.800 mAh può ricaricarsi completamente entro 15 minuti. Non è chiaro a questo punto quando sarà disponibile per l'acquisto.
Indipendentemente dal fatto che questi prodotti abbiano mai raggiunto il mercato, il potenziale di grafene nelle batterie è a dir poco stupefacente. Se verrà mai pienamente realizzato, potrebbe essere uno degli sviluppi più rivoluzionari che si verificheranno in decenni. Le batterie del supercondensatore grafene hanno una capacità di cinque volte superiore a quella delle batterie agli ioni di litio di dimensioni simili e si ricaricano in una frazione del tempo.
Inoltre, a differenza delle batterie agli ioni di litio, non sono tossiche e non hanno il rischio di esplodere. Perché mai le batterie Samsung sono esplose? Perché mai le batterie Samsung sono esplose? Sono esplosi oltre 30 diversi telefoni Samsung Galaxy Note 7. Perché stava succedendo? E hai qualcosa di cui preoccuparti con il tuo telefono? Ecco tutto ciò che devi sapere. Leggi di più .
Con i supercondensatori di grafene, gli smartphone potevano durare una settimana o più con una singola carica, e le auto elettriche avrebbero migliorato le gamme che potevano competere con il motore a combustione interna. Quando hanno bisogno di essere ricaricati, il processo richiederebbe secondi o minuti anziché ore, che è una grande notizia perché i limiti di ricarica sono un grosso ostacolo nell'adozione diffusa dei veicoli elettrici Come le auto elettriche supereranno i limiti di ricarica Come le auto elettriche supereranno la ricarica Limiti Le auto elettriche sono fantastiche - tranne per la loro gamma. Le auto elettriche possono superare le tecnologie di gamma? Leggi di più .
3. Elettronica stampata
Il grafene può essere stampato su carta (o altri materiali) e, se nella forma di un circuito, può essere letto dai lettori RFID. I biglietti, le carte d'imbarco e così via sono gli usi immediati più ovvi di tale tecnologia, ma non c'è fine alle possibilità. L'elettronica indossabile, i sensori e gli schermi flessibili e persino i tatuaggi elettronici possono diventare comuni in un prossimo futuro.
4. Sensori della videocamera
Il grafene è molto più sensibile alla luce rispetto al silicio attualmente utilizzato nei sensori di imaging delle fotocamere digitali. Questo apre la possibilità di telecamere migliori che funzionano bene in condizioni di scarsa illuminazione, che è una grande notizia per quasi tutti i fotografi e i videografi. (Nokia sta lavorando anche su uno smartphone che avrà un sensore per fotocamera basato su grafene che promette di essere meno energivoro e molto più economico delle attuali telecamere.)
L'elevata trasparenza del grafene, che consente di ottenere circa il 97, 7 percento di luce, apre anche il potenziale per le fotocamere 3D e per le fotocamere in cui è possibile regolare il fuoco dell'immagine in un momento successivo. È possibile disporre più livelli di grafene in modo che le immagini possano essere catturate con una varietà di punti di messa a fuoco e la messa a fuoco può essere regolata dopo aver scattato la foto.
5. Altoparlanti migliorati
Gli altoparlanti che usiamo oggi si basano su parti meccaniche che vibrano per creare suono. Ciò significa che è necessario disporre di spazio fisico sufficiente per consentire a tali parti di muoversi, e ciò limita il modo in cui i diffusori piccoli possono essere collocati e dove possono essere collocati gli altoparlanti.
I ricercatori in Corea hanno usato il principio della termoacustica, producendo suoni riscaldando e raffreddando rapidamente un materiale, per produrre altoparlanti da un aerogel di grafene che sono sottili e non vibrano. Tali altoparlanti sarebbero ideali per i dispositivi mobili e potrebbero essere facilmente installati anche su pareti o TV a schermo piatto.
Non c'è alcun segno che un prodotto possa arrivare sul mercato in tempi brevi, ma è un progresso eccitante con un grande potenziale per trasformare il mondo del suono.
6. Touchscreen più forti
Poiché il grafene è quasi completamente trasparente, può essere utilizzato su vetro e un possibile uso è quello di rafforzare i touchscreen sui nostri smartphone.
Il grafene è più forte del diamante e uno schermo rivestito con esso sarebbe quasi indistruttibile, o almeno non si spezzerebbe quando scivolerà fuori dalla tua mano. Il vetro temprato ha molti altri usi, naturalmente, e le altre proprietà del grafene indicano che anche le finestre e i parabrezza intelligenti sono vere possibilità.
Il grafene ha anche la promessa di schermi flessibili che si piegheranno invece di rompersi. Nel frattempo, ci sono alcune cose che puoi fare 7 Cose pratiche che dovresti fare dopo aver rotto lo schermo del tuo smartphone 7 Cose pratiche che dovresti fare dopo aver rotto lo schermo del tuo smartphone Forse un elefante fuggiasco ha calpestato il tuo telefono caduto di recente in un parcheggio adiacente a lo zoo locale. Leggi di più se lo schermo del telefono si rompe.
7. Attrezzatura sportiva
Il grafene è estremamente leggero ed estremamente resistente, due proprietà che sono altamente desiderabili nelle attrezzature sportive, e nella maggior parte degli sport, qualsiasi peso che viene rasato dalle attrezzature equivale ad un vantaggio competitivo. Il ciclismo è il più ovvio, dove le biciclette di fascia alta utilizzano già una leggera fibra di carbonio.
Il grafene combinato in modo giudizioso con la fibra di carbonio può ridurre ulteriormente il peso pur mantenendo la resistenza. Dassi, un'azienda britannica, ha prodotto un telaio per bici contenente grafene che pesa solo 750 grammi e spera di ridurlo a 350 grammi nel prossimo futuro.
Ma puoi anche immaginare come ciò potrebbe accadere in varie aree del mondo tecnologico, dove gli utenti sono costantemente impressionati dal prossimo telefono, laptop o fotocamera che è più forte, più leggero e più sottile di quelli precedenti. E se la produzione di grafene si rivela meno costosa, anzi migliore.
Graphene e il futuro
Quanto sopra sono solo alcuni dei possibili usi del grafene, quelli che è più probabile avere tra le mani nel prossimo futuro, ma c'è anche una vasta gamma di potenziali usi industriali e medici che potrebbero essere altrettanto rivoluzionari.
Resta da vedere se il grafene sarà all'altezza delle alte aspettative che ci siamo posti. Può darsi che alcuni problemi di produzione rimangano insormontabili o che i costi rendano impraticabili alcuni dei suddetti usi, ma se anche una minima parte del suo potenziale può essere realizzata, rivoluzionerà il mondo in cui viviamo.
Ti aspetti di vedere presto i prodotti di grafene sul mercato? Quali applicazioni ti eccitano di più? Fateci sapere nella sezione commenti qui sotto.
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