16/10/2011 - Grafen: Das neue Material, das die Technologie revolutionieren wird

Menéame

Es ist Modematerial, eine dieser Entdeckungen, die selten in der Wissenschaft passieren, sagen einige. Ihre umfangreichen Eigenschaften versprechen, eine neue Generation von elektronischen Geräten zehnmal schneller, klein oder sogar faltbar zu lassen. Ein Millionenmarkt öffnet sich für diejenigen, die stark sind; während Asien und die USA sich positionieren, prüft Europa die Möglichkeit, diese entdeckte Ressource an ihren Grenzen zu nutzen.

Vor sieben Jahren wurde der Grafen entdeckt. Corrijo, vor sieben Jahren hat er sich zum ersten Mal isoliert. Aus dem Graphit, der aus den Steinminen seines Tisches stammte, kam fast zufällig eine dünne Folie (so dünn, daß sie ein dickes Atom hat) heraus, mit Hilfe eines vulgären Isolierbandes. Doch die Wissenschaft versteht nicht zufällig, so dass das Material gekennzeichnet war, sahen sie seine Eigenschaften und Anwendungen. Optikfaser und Computer Dutzende Male schneller, Sonnenkollektoren oder Sensoren aller Art sind einige der Möglichkeiten, die dieses feine, robuste, flexible, transparente und supraleitende Material bietet, um einige seiner Wunder zu zitieren. Seine Eltern, Andre Geim und Kostya Novoselov, haben einen Nobelpreis in Physik gewonnen, und die Öffentlichkeit wird bereits seit 2012 beginnen, dieses Material zu genießen. Selbst wenn Sie es nicht wissen, wird die Zukunft Ihrer Tochter, die erste flexible, aus Grafen bestehen.

Der Blick auf den Markt ist definitiv gerichtet, und die Produktion beginnt zu industrialisierung und einfach zu werden. Obwohl die Produktionsmittel nicht sehr ausgefeilt sind, ist das Ergebnis von guter Qualität, erklärt Francisco Guinea vom Madrider Institut für Materialwissenschaften des Wissenschaftszentrums. Spanien ist dabei, sich als weltweiter Grafenproduzent zu positionieren.

Derzeit werden vier Unternehmen dieses Produkt auf industrieller Ebene herstellen, dessen Hauptverbraucher asiatischer Herkunft sind. ● Der Markt wird bis 2020 auf 675 Mio. EUR geschätzt, erklärt Jesus de La Fuente von der baskischen Firma Graphenea. Ihr Produktionsprozess wird als der beste für große Mengen (die größte Produktion betrug 80 cm2 für den Einsatz in der Forschung) und ökologisch sicher. Es bricht aus einem kohlenstoffreichen Gas, wie Methan, das Molekül in Öfen bei 900-1.000 Grad zerbricht und Kohlenstoffatome werden auf einem Material wie Kupfer abgelagert. Der einzige Abfall ist Wasserstoff.

Graphen-Anwendungen

Hier sind die verschiedenen Anwendungen, von den ersten, Bildschirmen oder Radaren, bis zu denen, die später kommen werden, sehr kompakte Stromkreise. Wie einer der befragten Experten erklärte, wird jedes Objekt, jede Kleidung, jedes Papier, jede Seite oder jeder einzelne Körper elektronisch sein. Außerdem ist es nicht gesundheitsschädlich, da wir auch aus Kohlenstoff bestehen.

Touchscreens ... flexibel, flach und transparent.

Das bisher für die Industrie wichtige Material Indianeroxid ist knapp und teuer, und Grafen wird sowohl im Bereich mobiler Geräte als auch in Photovoltaikzellen positioniert.

Sensoren.

Das Grafen, wenn es so fein ist, erkennt jede Veränderung an seiner Oberfläche. Das Team von Tomás Palacios Gutiérrez, Abteilung für Electric Engineering und Informatik des Massachusetts Institute of Technology, arbeitet an der Entwicklung von Prototypen von Sensoren, medizinischen Sensoren wie Glucometern, Lebensmittelqualität sowie von Funk-Identifizierungs- oder Smart-Tags. Coli in Kunststoffe, die Früchte einwickeln. Mit intelligenten Etiketten und wenn alle Objekte auf dem Markt sie hätten, würden Sie durch Sensoren gehen, die automatisch den Grafen identifizieren und Ihnen sagen, wie viel Sie bezahlen müssen. Die aktuellen Silizium-Gesichte sind teuer, erklärt er.

Solarzellen und Glasfasern.

Es wird spekuliert, dass Grafen die Geschwindigkeit der optischen Datenübertragung bis zu 20-mal erhöhen könnte. Der Traum für die Internetnutzer. Eines seiner Merkmale ist jedoch seine geringe Lichtaufnahme (2,3%), was sowohl ein Problem für die Anwendung in neuen Generationen von Glasfasern, Photodetektoren und Photovoltaik-Panels. Diese Schwierigkeit scheint jedoch Teil der Vergangenheit zu sein. Wie in der Zeitschrift "Herzliche Nature Communications" unlängst eine gemeinsame Gruppe von Forschern an der Universität Manchester (mit Beteiligung der beiden Nobel) und Cambridge veröffentlicht wurde, hat sich die Absorptionsfähigkeit des Lichts 20-mal erhöht. Über und unter platziert konzentrieren sich das elektrische Feld um Sie. Da Grafen nur 2,3 Prozent des an ihn herangetragenen Materials absorbiert, verbessert die Konzentration die Absorption von Grafen, erklärt Andrea Ferrari von Cambridge Engineering Department.

Transistoren.

 IBM kündigte vor einem Jahr die Schaffung eines 100 Ghz Transistors an. Die UCLA-Ermittler kamen später an die Reihe; von der kalifornischen Universität kam ein Laborprototyp heraus, der eine Frequenz von 300 GHz erreichen konnte. Die Transistoren sind die Schalter, die es ermöglichen, den Strom in den Prozessoren von Hlaing-Computern zu übertragen, erklärt Paläste. Sie bestimmen die Geschwindigkeit der Prozesse je nach der Menge, die sie passieren lassen; mit dem letzten entwickelten Transistor würde es 3.000 km pro Sekunde erreichen.

Über die Möglichkeit, dass Silicon Valley eines Tages in Graphene Valley umgewandelt wird, oder, was dasselbe ist, dass Silizium aus der Produktion von elektronischen Geräten verschwindet, wissen die Experten das. 2024 ist der Horizont für ein mögliches Ende der Silizium-basierten Nanoelektronik, wenn die Grenze der sieben Nanometer (ein Nanometer ist ein Milliardstel eines Meters) für 10 Milliarden Transistoren in jedem Chip erreicht werden wird (die Überhitzung wird verhindern, dass mehr einzubringen). Darüber hinaus ist einer der Substitute Grafen-Halbleiter Das Problem des Siliziums wird die Wärmeableitung sein, aber Vorsicht, 99 Prozent der Geräte werden weiterhin in Silizium-Halbinsel hergestellt werden, erklärt Emilio Lora Tamayo, Experte für Transistoren des Nationalen Mikroelektronikzentrums.

Eines der Probleme mit der Grafenmonocape ist die verbotene Bandabwesenheit. Er ist ein guter Fahrer, aber im Gegensatz zu anderen Materialien hat er kein verbotenes Band, das es ermöglicht, den gesamten Stromstrom zu unterbrechen. Bei einfarbigen Transistoren war die Abschaltung nicht 100

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