Matumizi ya Grafiti katika Matumizi ya Elektroniki

Graphene ni kile wanasayansi na wahandisi huita safu moja ya grafiti katika kiwango cha atomiki, na tabaka hizi nyembamba za graphene zinakunjwa na kutumika katika nanotubes. Hii inawezekana kutokana na upitishaji umeme wa kuvutia na nguvu na ugumu wa kipekee wa nyenzo hiyo.

Mirija midogo ya kaboni ya leo imejengwa kwa uwiano wa urefu hadi kipenyo cha hadi 132,000,000:1, ambao ni mkubwa zaidi kuliko nyenzo nyingine yoyote. Mbali na kutumika katika teknolojia ya nanoteknolojia, ambayo bado ni mpya katika ulimwengu wa semiconductors, ikumbukwe kwamba watengenezaji wengi wa grafiti wamekuwa wakitengeneza daraja maalum za grafiti kwa tasnia ya semiconductor kwa miongo kadhaa.

2. Mota za Umeme, Jenereta na Vibadilishaji

Nyenzo ya grafiti ya kaboni pia hutumika mara kwa mara katika mota za umeme, jenereta, na alternator katika mfumo wa brashi za kaboni. Katika hali hii "brashi" ni kifaa kinachoendesha mkondo kati ya waya zisizosimama na mchanganyiko wa sehemu zinazosogea, na kwa kawaida huwekwa kwenye shimoni linalozunguka.

3. Upandikizaji wa Ioni

Grafiti sasa inatumika kwa marudio zaidi katika tasnia ya vifaa vya elektroniki. Inatumika katika upandikizaji wa ioni, thermocouples, swichi za umeme, capacitors, transistors, na betri pia.

Upandikizaji wa ioni ni mchakato wa uhandisi ambapo ioni za nyenzo fulani huharakishwa katika uwanja wa umeme na kuathiriwa na nyenzo nyingine, kama aina ya upandikizaji. Ni mojawapo ya michakato ya msingi inayotumika katika utengenezaji wa microchips kwa kompyuta zetu za kisasa, na atomi za grafiti kwa kawaida ni mojawapo ya aina za atomi zinazoingizwa kwenye microchips hizi zenye msingi wa silikoni.

Mbali na jukumu la kipekee la grafiti katika utengenezaji wa microchips, uvumbuzi unaotegemea grafiti sasa unatumika kuchukua nafasi ya capacitors na transistors za kitamaduni pia. Kulingana na baadhi ya watafiti, graphene inaweza kuwa mbadala unaowezekana wa silicon kabisa. Ni nyembamba mara 100 kuliko transistors ndogo zaidi ya silicon, hufanya umeme kwa ufanisi zaidi, na ina sifa za kigeni ambazo zinaweza kuwa muhimu sana katika kompyuta ya quantum. Graphene pia imetumika katika capacitors za kisasa pia. Kwa kweli, graphene supercapacitors inadaiwa kuwa na nguvu mara 20 zaidi kuliko capacitors za kitamaduni (zinazotoa 20 W/cm3), na zinaweza kuwa na nguvu mara 3 zaidi kuliko betri za lithiamu-ion za leo zenye nguvu nyingi.

4. Betri

Linapokuja suala la betri (seli kavu na lithiamu-Ioni), vifaa vya kaboni na grafiti vimekuwa muhimu hapa pia. Katika kesi ya seli kavu ya kitamaduni (betri tunazotumia mara nyingi katika redio zetu, tochi, remote, na saa), elektrodi ya chuma au fimbo ya grafiti (kathodi) imezungukwa na mchanganyiko wa elektroliti yenye unyevu, na zote mbili zimefunikwa ndani ya silinda ya chuma.

Betri za kisasa za lithiamu-ion za leo zinatumia grafiti pia — kama anodi. Betri za zamani za lithiamu-ion zilitumia vifaa vya grafiti vya kitamaduni, hata hivyo sasa kwa kuwa graphene inapatikana kwa urahisi zaidi, anodi za graphene sasa zinatumika badala yake — hasa kwa sababu mbili; 1. anodi za graphene hushikilia nishati vizuri zaidi na 2. inaahidi muda wa kuchaji ambao ni mara 10 haraka kuliko betri ya kawaida ya lithiamu-ion.

Betri za lithiamu-ion zinazoweza kuchajiwa tena zinazidi kuwa maarufu siku hizi. Sasa hutumika mara nyingi katika vifaa vyetu vya nyumbani, vifaa vya elektroniki vinavyobebeka, kompyuta mpakato, simu mahiri, magari ya umeme mseto, magari ya kijeshi, na pia katika matumizi ya anga za juu.