nuacht

Braitheann beagnach gach rud a bhíonn againn sa domhan nua-aimseartha ar leictreonaic go pointe áirithe. Ós rud é go bhfuaireamar amach ar dtús conas leictreachas a úsáid chun obair mheicniúil a ghiniúint, tá gléasanna móra agus beaga cruthaithe againn chun ár saol a fheabhsú go teicniúil. Is éard atá i gceist againn a fhorbairt ach roinnt comhpháirteanna simplí fuaite le chéile i bhfoirmíochtaí éagsúla. Go deimhin, le breis agus céad bliain, táimid ag brath ar:
Braitheann ár réabhlóid leictreonaice nua-aimseartha ar na ceithre chineál comhpháirteanna seo, móide - níos déanaí - trasraitheoirí, chun beagnach gach rud a úsáideann muid inniu a thabhairt dúinn. níos lú cumhachta, agus nascann ár bhfeistí le chéile, táimid ag teacht go tapa ar fud na teorainneacha clasaiceacha seo.Teicneolaíocht.Ach, go luath sna 2000í, tháinig cúig cinn chun cinn go léir le chéile, agus tá siad tosaithe a athrú ar ár saol nua-aimseartha.Seo conas a chuaigh sé ar fad.
1.) Forbairt graphene.De na hábhair go léir a fhaightear sa nádúr nó a cruthaíodh sa saotharlann, tá Diamond a thuilleadh an t-ábhar is deacra.Tá sé níos deacra, an deacra a bheith graphene.In 2004, graphene, bileog adamh-tiubh de charbóin faoi ​​ghlas le chéile i bpatrún criostail heicseagánach, scoite amach de thaisme sa saotharlann é. Díreach sé bliana tar éis an dul chun cinn seo, bronnadh Duais Nobel san Fhisic ar a bhfionnachtana Andrei Heim agus Kostya Novoselov. fisiciúil, ceimiceacha, agus strus teirmeach, ach tá sé i ndáiríre laitíse foirfe na n-adamh.
Tá airíonna seoltacha iontacha ag Graphene freisin, rud a chiallaíonn dá bhféadfaí gléasanna leictreonacha, lena n-áirítear trasraitheoirí, a dhéanamh as graphene in ionad sileacain, d'fhéadfadh siad a bheith níos lú agus níos tapúla ná aon rud atá againn inniu.Má mheasctar graphene go plaisteach, is féidir é a iompú isteach i plaisteach ábhar teas-resistant, níos láidre a sheolann leictreachas freisin. Ina theannta sin, tá graphene thart ar 98% trédhearcach chun solais, rud a chiallaíonn go bhfuil sé réabhlóideach do scáileáin tadhaill trédhearcacha, painéil astaithe solais agus fiú cealla gréine.Mar a chuir Fondúireacht Nobel é 11 bliain. ó shin, “b’fhéidir go bhfuil muid ar tí mionaturization eile ar leictreonaic as a dtiocfaidh ríomhairí a bheith níos éifeachtaí sa todhchaí.”
2.) Friotóirí mount dromchla.Is é seo an teicneolaíocht “nua” is sine agus is dócha go bhfuil aithne aige ar aon duine a bhfuil ríomhaire nó fón póca scartha aige. Mar thoradh ar fhorbairt na criadóireachta, a chuireann in aghaidh sreabhadh an tsrutha gan mórán cumhachta nó teasa a scaipeadh, is féidir friotóirí a chruthú atá níos fearr ná na friotóirí traidisiúnta níos sine a úsáideadh roimhe seo: friotóirí luaidhe aiseach.
Déanann na hairíonna seo idéalach chun an leictreonaic nua-aimseartha a úsáid, go háirithe gléasanna ísealchumhachta agus soghluaiste. an chumhacht is féidir leat a chur i bhfeidhm orthu laistigh de na srianta méid céanna.
3.) Tá Supercapacitors.Capacitors ar cheann de na teicneolaíochtaí leictreonacha is sine.Tá siad bunaithe ar shocrú simplí ina bhfuil dhá dhromchla seoltaí (plátaí, sorcóirí, sliogáin sféarúla, etc.) scartha óna chéile ar achar beag, agus an dá cheann. tá dromchlaí in ann muirir chomhionann agus os coinne a choimeád.Nuair a dhéanann tú iarracht an sruth a rith tríd an toilleoir a ghearrann sé agus nuair a mhúchann tú an sruth nó nuair a cheanglaíonn tú an dá phláta tá raon leathan feidhmchlár ag an toilleoir, lena n-áirítear stóráil fuinnimh, a pléasctha tapa fuinnimh a scaoiltear, agus leictreonaic piezoelectric, nuair a ghineann athruithe ar bhrú an fheiste comharthaí leictreacha.
Ar ndóigh, ní hamháin dúshlánach ach teoranta bunúsach é plátaí iolracha a scaradh óna chéile ar achair bheaga ar scála an-bheag. Is féidir le dul chun cinn le déanaí in ábhair - go háirithe tíotánáit chopair chailciam (CCTO) - suimeanna móra luchta a stóráil i spásanna bídeacha: supertoilleoirí. Is féidir na gléasanna miniaturized seo a mhuirearú agus a urscaoileadh go minic sula gcaitheann siad amach; muirear agus urscaoileadh níos tapúla; agus a stóráil 100 uair an fhuinnimh in aghaidh an toirt aonaid de toilleoirí níos sine.Tá siad teicneolaíocht cluiche-athrú nuair a thagann sé chun leictreonaic miniaturizing.
4.) Ionduchtóirí Sár.Mar an ceann deireanach den “Big Three,” is é an forsheoltóir an t-imreoir is déanaí atá le teacht amach go dtí 2018. Go bunúsach is corna é an ionduchtóir le sruth a úsáidtear le croí-mhaighnéadizable. Cuireann ionduchtóirí i gcoinne athruithe ar a maighnéadach inmheánach réimse, rud a chiallaíonn má dhéanann tú iarracht an sruth a ligean trí é, seasann sé ar feadh tamaill, ansin ligeann don sruth sreabhadh go saor tríd, agus ar deireadh cuireann sé i gcoinne athruithe arís nuair a chasann tú an sruth as. Chomh maith le friotóirí agus toilleoirí, is iad na trí ghné bhunúsacha de gach ciorcad.Ach arís, tá teorainn le cé chomh beag is féidir leo a fháil.
Is í an fhadhb atá ann go bhfuil an luach ionduchtais ag brath ar an achar dromchla an inductor, a bhfuil a killer aisling i dtéarmaí miniaturization.But i dteannta leis an ionduchtais maighnéadach clasaiceach, tá freisin an coincheap de ionduchtais fuinnimh cinéiteach: an táimhe de Coscann na cáithníní a iompraíonn srutha iad féin athruithe ina ngluaisne. Díreach mar a chaithfidh seangáin i líne “labhairt” lena chéile chun a luas a athrú, caithfidh na cáithníní seo a iompraíonn srutha, cosúil le leictreoin, fórsa a chur ar a chéile chun dlús a chur leis. nó mall síos. Cruthaíonn an fhriotaíocht seo in aghaidh athruithe mothú gluaiseachta. Faoi cheannas Saotharlann Taighde Nanaleictreonaic Kaustav Banerjee, tá ionduchtóir fuinnimh cinéiteach a úsáideann teicneolaíocht graphene forbartha anois: an t-ábhar dlús ionduchtais is airde a taifeadadh riamh.
5.) Cuir graphene in aon ghléas. Anois déanaimis stoc a ghlacadh.Tá graphene.Tá leaganacha “Super” de fhriotóirí, toilleoirí agus ionduchtóirí againn – miniaturized, láidir, iontaofa agus effective.The hurdle deiridh sa réabhlóid ultra-miniaturization i leictreonaic , go teoiriciúil ar a laghad, an cumas aon fheiste (déanta as beagnach aon ábhar) a iompú ina ghléas leictreonach.Chun é seo a dhéanamh, níl de dhíth orainn ach an cumas leictreonaic graphene-bhunaithe a leabú in aon chineál ábhair a theastaíonn uainn, lena n-áirítear ábhair sholúbtha. Toisc go bhfuil leachtacht, solúbthacht, neart agus seoltacht mhaith ag graphene, cé go bhfuil sé neamhdhíobhálach don duine, is iontach é chun na críche seo.
Le blianta beaga anuas, tá gairis graphene agus graphene déanta ar bhealach nach bhfuil bainte amach ach trí dornán de phróisis atá sách dian iad féin.Is féidir leat sean-graifít simplí a ocsaídiú, é a thuaslagadh in uisce, agus graphene a dhéanamh le gal ceimiceach. deposition.Mar sin féin, níl ach cúpla foshraitheanna ar féidir graphene a thaisceadh ar an mbealach seo.Is féidir leat a laghdú go ceimiceach ocsaíd graphene, ach má dhéanann tú, beidh tú deireadh suas le graphene droch-chaighdeán.Is féidir leat a tháirgeadh freisin graphene ag exfoliation meicniúil , ach ní cheadaíonn sé seo duit méid nó tiús an graphene a tháirgeann tú a rialú.
Seo nuair a thagann dul chun cinn i graphene greanta léasair isteach.Tá dhá phríomhbhealach ann chun é seo a bhaint amach.Is é ceann ná tosú le graphene oxide.Same mar a rinneadh cheana: glacann tú graifít agus ocsaídíonn tú é, ach in ionad é a laghdú go ceimiceach, laghdaíonn tú é. le laser.Unlike ocsaíd graphene laghdaithe go ceimiceach, is táirge ard-chaighdeán é is féidir a úsáid i supercapacitors, ciorcaid leictreonacha, agus cártaí cuimhne, i measc daoine eile.
Is féidir leat úsáid a bhaint freisin polyimide, plaisteach ard-teocht, agus graphene patrún go díreach le léasair. Briseann an léasair bannaí ceimiceacha sa líonra polyimide, agus na hadaimh charbóin iad féin a atheagrú go teirmeach chun foirm tanaí, ard-chaighdeán graphene sheets.Polyimide Tá sé léirithe go leor feidhmeanna féideartha, mar más féidir leat ciorcaid graphene a ghreanadh air, is féidir leat aon chruth polyimide a thiontú go leictreonaic inchaite.
Ach b'fhéidir gurb é an rud is spreagúla - mar gheall ar theacht chun cinn, ardú, agus uileláithreacht na bhfionnachtana nua de ghraiféin léasair-ghreanta - ar an léaslíne den mhéid is féidir faoi láthair. Le graphene léasair-greanta, is féidir leat fuinneamh a bhuain agus a stóráil: gléas rialaithe fuinnimh .Is é ceann de na samplaí is egregious de theipeann teicneolaíochta chun cinn cadhnraí.Today, úsáidimid beagnach chemistries cille tirim a stóráil fuinneamh leictreach, le teicneolaíocht na gcéadta bliain d'aois.Prototypes feistí stórála nua, mar shampla since-aer cadhnraí agus soladach-stáit toilleoirí leictriceimiceach solúbtha, cruthaithe.
Le graphene greanta le léasair, ní hamháin gur féidir linn an bealach a stóráilimid fuinneamh a réabhlóidiú, ach is féidir linn gléasanna inchaite a chruthú freisin a thiontaíonn fuinneamh meicniúil ina leictreachas: nana-ghineadóirí triboelectric.Is féidir linn fótavoltach orgánach iontach a chruthú a bhfuil an cumas acu fuinneamh na gréine a réabhlóidiú. d'fhéadfadh cealla bithbhreosla solúbtha a dhéanamh freisin; tá na féidearthachtaí ollmhóra.Ar na teorainneacha maidir le fuinneamh a bhailiú agus a stóráil, tá réabhlóidí ar fad sa ghearrthéarma.
Ina theannta sin, ba cheart do ghraiféin atá greanta le léasair teacht i ré ina bhfuil braiteoirí gan fasach. Áiríonn sé seo braiteoirí fisiceacha, toisc go mbíonn athruithe fisiceacha (cosúil le teocht nó brú) ina gcúis le hathruithe ar airíonna leictreacha cosúil le friotaíocht agus impedance (lena n-áirítear freisin ranníocaíochtaí toilleas agus ionduchtais. ).Cuimsíonn sé freisin feistí a bhraitheann athruithe ar airíonna gáis agus taise, agus - nuair a chuirtear i bhfeidhm ar an gcorp an duine - athruithe fisiceacha i comharthaí ríthábhachtach duine.Mar shampla, d'fhéadfadh an smaoineamh triorder Star Trek-spreagtha dul i léig go tapa go simplí paiste monatóireachta comharthaí ríthábhachtach a cheangal a thugann foláireamh dúinn láithreach faoi aon athruithe buartha inár gcorp.
D'fhéadfadh an líne smaointeoireachta seo réimse iomlán nua a oscailt freisin: bithbhraiteoirí bunaithe ar theicneolaíocht graphene atá greanta le léasair. Tá poitéinseal iontach ag graphene atá greanta le léasair freisin más mian leat bithreceptor saorga a chruthú a d'fhéadfadh díriú ar mhóilíní sonracha, bithbhraiteoirí éagsúla inchaite a dhearadh, nó fiú cuidiú le feidhmchláir teileamhíochaine éagsúla a chumasú.
Ní go dtí 2004 a forbraíodh modh chun bileoga graphene a tháirgeadh, d'aon ghnó ar a laghad, den chéad uair. Sna 17 mbliana ó shin, tá sraith de dhul chun cinn comhthreomhar tar éis teacht chun tosaigh ar deireadh an fhéidearthacht an chaoi a n-idirghníomhaíonn daoine le leictreonaic a réabhlóidiú. I gcomparáid leis na modhanna atá ann cheana féin chun feistí graphene-bhunaithe a tháirgeadh agus a mhonarú, cuireann graphene greanta léasair ar chumas patrúin graphene simplí, mais-tháirgthe, ardcháilíochta agus saor in éagsúlacht feidhmeanna lena n-áirítear athrú leictreonaice craiceann.
Go luath amach anseo, tá sé réasúnta a bheith ag súil le dul chun cinn san earnáil fuinnimh, lena n-áirítear rialú fuinnimh, baint fuinnimh, agus stóráil fuinnimh. Is dócha go dtiocfaidh réabhlóidí ó fheistí caithimh, lena n-áirítear gléasanna le haghaidh feidhmchláir dhiagnóiseacha teileamhíochaine. Le bheith cinnte, tá go leor dúshlán agus constaicí fós ann. tá leictreonaic ultra-bheag níos mó ná riamh. Leis an dul chun cinn is déanaí i dteicneolaíocht graphene, tá an todhchaí anseo cheana féin ar go leor bealaí.