比較的最近、科学技術の分野にナノテクノロジーと呼ばれる新しい分野が登場しました。 この分野の可能性は単に広大であるだけではありません。 それらは巨大です。 「ナノ」と呼ばれる粒子は、数値の10億分の1に相当する量です。 このようなサイズは、原子や分子のサイズとのみ比較できます。 たとえば、1 ナノメートルは 10 億分の 1 メートルです。
新しい科学分野の主な方向性
ナノテクノロジーとは、物質を分子や原子のレベルで操作する技術です。 この点で、この科学分野は分子技術とも呼ばれます。 開発のきっかけは何でしたか？ 現代世界のナノテクノロジーは、原子から直接物を作ることに障害がないことを科学者が証明した講義のおかげで登場しました。
最小の粒子を効果的に操作するためのツールはアセンブラーと呼ばれました。 これは、あらゆる構造を構築できる分子ナノマシンです。 例えば、天然のアセンブラーは、生物体内でタンパク質を合成するリボソームと呼ぶことができます。
現代世界におけるナノテクノロジーは、単なる独立した知識分野ではありません。 これらは、多くの基礎科学に直接関連する広大な研究分野を表しています。 これらには、物理学、化学、生物学が含まれます。 科学者らによると、来るべきナノテクノロジー革命を背景に、開発の最も強力な推進力を受けるのはこれらの科学だという。
応用分野
非常に印象的なリストがあるため、今日ナノテクノロジーが使用されている人間の活動のすべての領域をリストすることは不可能です。 したがって、この科学分野の助けを借りて、次のものが生成されます。
あらゆる情報を超高密度に記録できるように設計されたデバイス。
- さまざまなビデオ機器;
- センサー、半導体トランジスタ;
- 情報、コンピューティング、および情報技術。
- ナノインプリンティングとナノリソグラフィー。
- エネルギー貯蔵装置および燃料電池。
- 防衛、宇宙、航空用途。
- 生体計測。
ロシア、アメリカ、日本、そして多くのヨーロッパ諸国では、ナノテクノロジーなどの科学分野に毎年ますます多くの資金が割り当てられています。 これは、この研究分野の発展に対する幅広い見通しによるものです。
ロシアのナノテクノロジーは、連邦政府の目標を定めたプログラムに従って開発されており、多額の財政コストがかかるだけでなく、大量の設計と研究作業も必要となる。 割り当てられた任務を達成するために、さまざまな科学技術複合体の努力が国家および多国籍企業のレベルで組み合わされます。
新素材
ナノテクノロジーにより、科学者は原子 1 個の厚さしかないダイヤモンドよりも硬いカーボン プレートを作成できるようになりました。 グラフェンで構成されています。 これは宇宙全体で最も薄くて強い材料であり、コンピューターチップのシリコンよりもはるかに優れた電気伝導性を備えています。
グラフェンの発見は、私たちの生活を大きく変える真の革命的な出来事であると考えられています。 この材料は非常にユニークな物理的特性を持っており、物事や物質の性質に対する人の理解を根本的に変えます。
発見の歴史
グラフェンは二次元結晶です。 その構造は炭素原子からなる六方格子です。 グラフェンの理論的研究は、実際のサンプルが製造されるずっと前に始まりました。これは、この材料が三次元グラファイト結晶を構築するための基礎であるためです。
1947 年に遡り、P. ウォレスはグラフェンの特性のいくつかを指摘し、その構造が金属に似ており、いくつかの特性は超相対論的な粒子、ニュートリノ、および質量のない光子が持つ特性に似ていることを証明しました。 ただし、新しい素材には、本質的にユニークなものにする重要な違いもあります。 しかし、これらの結論の確認は、コンスタンチン・ノボセロフが初めて自由状態の炭素を取得した 2004 年になって初めて得られました。 グラフェンと呼ばれるこの新しい物質は、科学者によって大きな発見となりました。 この要素は鉛筆で見つけることができます。 そのグラファイトロッドは多くのグラフェン層で構成されています。 鉛筆はどのようにして紙に跡を残すのでしょうか？ 実際のところ、ロッドを構成する層の強度にもかかわらず、層間の接続は非常に弱いです。 紙と接触すると非常に簡単に崩壊し、書くと跡が残ります。
新素材を使用
科学者らによると、グラフェンをベースにしたセンサーは航空機の強度や状態を分析できるだけでなく、地震を予測することもできるという。 しかし、このような驚くべき特性を持つ物質が研究室の壁から出たときにのみ、この物質の実用化の開発がどのような方向に進むのかが明らかになるでしょう。 今日、物理学者だけでなくエレクトロニクス技術者も、グラフェンのユニークな機能にすでに興味を持っています。 結局のところ、この物質はわずか数グラムでサッカー場と同じ面積をカバーできるのです。
グラフェンとその応用は、軽量衛星や航空機の製造において検討される可能性があります。 この分野では、新しい材料がナノ材料に代わる可能性があり、ナノ物質はトランジスタのシリコンの代わりに使用でき、プラスチックに導入すると導電性が得られます。
グラフェンとその使用はセンサーの製造でも検討されています。 最新の材料に基づいたこれらのデバイスは、最も危険な分子を検出できるようになります。 しかし、電池の製造にナノ物質粉末を使用すると、電池の効率が大幅に向上します。
グラフェンとその応用はオプトエレクトロニクスで検討されています。 この新素材は非常に軽くて耐久性のあるプラスチック製の容器となり、食品を数週間新鮮に保つことができる。
グラフェンの使用により、モニター、ソーラーパネル、風力タービンに必要な、より強力で機械的ストレスに対する耐性がより高い透明導電性コーティングが作成されることも期待されています。
最高のスポーツ用品、医療用インプラント、スーパーキャパシタはナノマテリアルに基づいて製造されるでしょう。
グラフェンとその使用は以下にも関連します。
高周波高出力電子機器。
- タンク内の 2 つの液体を分離する人工膜。
- さまざまな材料の導電性特性を改善します。
- 有機発光ダイオードでディスプレイを作成する。
- DNA シーケンスを加速するための新しいテクノロジーを習得する。
- 液晶ディスプレイの改良。
- 弾道トランジスタの作成。
自動車用途
研究者らによると、グラフェンの比エネルギー強度は 65 kWh/kg に近いとのことです。 この数字は、現在一般的なリチウムイオン電池の 47 倍です。 科学者はこの事実を利用して新世代の充電器を作成しました。
グラフェン ポリマー バッテリーは、電気エネルギーを可能な限り効率的に蓄えるデバイスです。 現在、多くの国の研究者によってその研究が進められています。 スペインの科学者はこの問題で大きな成功を収めました。 彼らが作成したグラフェンポリマー電池は、既存の電池の数百倍のエネルギー容量を持っています。 電気自動車の装備に使用されます。 これを搭載した自動車は、停止することなく数千キロメートル走行することができます。 エネルギー資源が使い果たされた場合、電気自動車の充電には 8 分もかかりません。
タッチスクリーン
科学者たちはグラフェンの研究を続け、新しくユニークなものを生み出しています。 このように、カーボン ナノ材料は、大きな対角のタッチ ディスプレイの製造に応用できることがわかりました。 将来的には、この種の柔軟なデバイスが登場する可能性があります。
科学者たちは長方形のグラフェンシートを入手し、それを透明電極に変えました。 タッチディスプレイの操作に携わるのは彼であり、耐久性、透明性の向上、柔軟性、環境への優しさ、低コストが特徴です。
グラフェンの入手
最新のナノマテリアルが発見された 2004 年以来、科学者はその製造のための多くの方法を習得してきました。 ただし、最も基本的なのは次の方法です。
機械的角質除去;
- 真空中でのエピタキシャル成長。
- 化学的周相冷却 (CVD プロセス)。
これら 3 つの方法のうち、最初の方法が最も簡単です。 機械的剥離によるグラフェンの製造では、絶縁テープの粘着面に特殊なグラファイトを塗布します。 この後、紙のようにベースが曲がったり曲がったりし始め、目的の材料を分離します。 この方法を使用すると、最高品質のグラフェンが得られます。 しかし、そのような行為はこのナノ材料の大量生産には適していません。
エピタキシャル成長法では、表層が炭化珪素である薄いシリコンウェーハが使用されます。 次に、この材料を非常に高い温度（最大 1000 K）で加熱します。 化学反応の結果、シリコン原子が炭素原子から分離され、最初の原子が蒸発します。 その結果、純粋なグラフェンがプレート上に残ります。 この方法の欠点は、炭素原子の燃焼が起こる可能性がある非常に高い温度を使用する必要があることです。
グラフェンの大量生産に使用される最も信頼性が高く、最も簡単な方法は CVD プロセスです。 金属触媒コーティングと炭化水素ガスとの間で化学反応を起こす方法です。
グラフェンはどこで生産されますか?
現在、新しいナノ材料を生産する最大の企業は中国にあります。 このメーカーの名前はNingbo Morsh Technologyです。 彼は 2012 年にグラフェンの生産を開始しました。
ナノマテリアルの主な消費者は重慶モーシュテクノロジー社です。 グラフェンを使用して、タッチ ディスプレイに挿入される導電性透明フィルムを製造します。
比較的最近、有名な会社 Nokia が感光性マトリックスの特許を申請しました。 この要素は光学デバイスに非常に必要であり、複数のグラフェン層を含んでいます。 この材料はカメラのセンサーに使用されており、光感度を大幅に向上させます (最大 1000 倍)。 同時に、電力消費量も減少します。 優れたスマートフォンのカメラにもグラフェンが含まれています。
自宅での受け取り
グラフェンを自宅で作ることは可能ですか？ そうです！ 少なくとも400 Wの出力を持つキッチンブレンダーを使用し、アイルランドの物理学者によって開発された方法に従うだけです。
自宅でグラフェンを作るにはどうすればよいですか? これを行うには、ブレンダーボウルに500 mlの水を注ぎ、10〜25ミリリットルの洗剤と20〜50グラムの砕いた鉛を液体に加えます。 次に、グラフェンフレークの懸濁液が現れるまで、デバイスを 10 分から 30 分動作させます。 得られる材料は高い導電性を持ち、光電池の電極に使用できるようになります。 また、自家製グラフェンはプラスチックの特性を改善することができます。
ナノマテリアル酸化物
科学者たちは、炭素ネットワークの内側または端に沿って酸素を含む官能基や分子を結合させたグラフェンの構造を積極的に研究しています。 これは最も硬いナノ物質の酸化物であり、商業生産の段階に達した最初の二次元材料です。 科学者たちは、この構造のナノ粒子とマイクロ粒子からセンチメートルサイズのサンプルを作成しました。
したがって、最近、中国の科学者によって、酸化グラフェンと親和性炭素の組み合わせが入手されました。 これは非常に軽い素材で、1センチメートルの立方体が小さな花の花びらに保持されています。 しかし同時に、酸化グラフェンを含むこの新物質は世界で最も硬い物質の一つである。
生物医学への応用
酸化グラフェンは独特の選択性特性を持っています。 これにより、この物質は生物医学的に使用できるようになります。 したがって、科学者の研究のおかげで、酸化グラフェンをがんの診断に使用することが可能になりました。 ナノマテリアルの独特な光学的および電気的特性により、悪性腫瘍を発生の初期段階で検出することが可能になります。
酸化グラフェンは、医薬品や診断薬の標的を絞った送達も可能にします。 この材料に基づいて、DNA 分子を示す収着バイオセンサーが作成されます。
産業用途
酸化グラフェンをベースとしたさまざまな吸着剤を使用して、汚染された人工物や自然物を除染することができます。 さらに、このナノ材料は、土壌だけでなく地下水や地表水も処理し、放射性核種を浄化することができます。
酸化グラフェンフィルターは、特殊な電子部品が生産されるスーパークリーンルームを提供します。 この材料のユニークな特性により、化学分野の微妙な技術への浸透が可能になります。 特に、放射性金属、微量金属、希少金属の抽出がこれに該当します。 したがって、酸化グラフェンを使用すると、低品位の鉱石から金を抽出できるようになります。
グラフェンは21世紀の革新的な素材です。 これは、炭素化合物の中で最も強く、最も軽く、最も導電性の高いバージョンです。
グラフェンはマンチェスター大学のコンスタンチン・ノボセロフ氏とアンドレイ・ガイム氏によって発見され、この功績によりロシアの科学者がノーベル賞を受賞した。 現在までに、グラフェンの特性の研究には10年間にわたって約100億ドルが割り当てられており、特に半導体業界ではグラフェンがシリコンの優れた代替品となる可能性があるという噂がある。
しかし、この炭素系材料と同様の二次元構造が元素周期表の他の元素についても予測されており、そのような物質の非常に珍しい特性が最近研究されています。 この物質を「青リン」といいます。
英国で働くロシア移民、コンスタンチン・ノボセロフとアンドレイ・ガイムは、2004年にグラフェン（原子1原子の厚さの半透明の炭素層）を作成した。 その瞬間から、ほぼ即座にどこでも、この材料のさまざまな驚くべき特性についての賞賛の声が聞こえ始めました。この材料は、世界を変える可能性を秘めており、量子コンピューターの製造など、さまざまな分野で応用できる可能性があります。きれいな飲料水のためのフィルターの生産まで。 15年が経ちましたが、グラフェンの影響下にある世界は変わっていません。 なぜ？
現代の電子機器はすべて電子を使用して情報を送信します。 現在、量子コンピューターの開発が本格化しており、多くの人が将来的に従来のデバイスに代わるものと考えています。 ただし、別の、同様に興味深い開発方法があります。 いわゆるフォトニックコンピュータの作成。 そして最近、エクセター大学 () の研究チームは、新しいコンピューター回路の設計に役立つ可能性のある粒子の特性を発見しました。
走査型電子顕微鏡で観察したグラフェン繊維。 純粋なグラフェンは、電子レンジで酸化グラフェン (GO) から還元されます。 スケール 40 μm (左) と 10 μm (右)。 写真: Jieun Yang、Damien Voiry、Jacob Kupferberg / ラトガース大学
グラフェンは炭素の 2D 修飾であり、炭素原子 1 個の厚さの層で形成されます。 この材料は、高強度、高熱伝導率、および独特の物理的および化学的特性を備えています。 これは、地球上の既知の物質の中で最も高い電子移動度を示します。 このため、グラフェンは、エレクトロニクス、触媒、電池、複合材料など、さまざまな用途にとってほぼ理想的な材料となっています。 あとは、高品質のグラフェン層を工業規模で製造する方法を学ぶだけです。
ラトガース大学（米国）の化学者らは、従来の電子レンジで酸化グラフェンを処理することにより、高品質のグラフェンを製造する簡単かつ迅速な方法を発見した。 この方法は驚くほど原始的で効果的です。
酸化グラファイトは、さまざまな割合の炭素、水素、酸素の化合物であり、グラファイトを強力な酸化剤で処理すると形成されます。 酸化グラファイト中の残留酸素を除去し、二次元シート状の純粋なグラフェンを得るには、多大な労力が必要です。
酸化黒鉛を強アルカリと混合し、さらに還元します。 その結果、酸素が残留した単分子シートが生成されます。 これらのシートは一般に酸化グラフェン (GO) と呼ばれます。 化学者は、GO から過剰酸素を除去するためにさまざまな方法を試みてきました ( 、 、 、 ) が、これらの方法で還元された GO (rGO) は依然として高度に無秩序な材料であり、化学蒸着 (CVD) によって得られる実際の純粋なグラフェンの特性からは程遠いものです。
rGO は、不規則な形であっても、エネルギーキャリア ( 、 、 、 、 ) や触媒 ( 、 、 、 ) として役立つ可能性を秘めていますが、エレクトロニクス分野でグラフェンのユニークな特性を最大限に活用するには、純粋で高品質のグラフェンを生成する方法を学ばなければなりません。 GO 製の高品質グラフェン。
ラトガース大学の化学者らは、マイクロ波放射の 1 ～ 2 秒パルスを使用して GO を純粋なグラフェンに還元する簡単かつ迅速な方法を提案しています。 グラフからわかるように、「マイクロ波還元」(MW-rGO) によって得られたグラフェンは、その特性が CVD を使用して得られた最も純粋なグラフェンに非常に近いです。
元の酸化グラフェン GO、還元酸化グラフェン rGO、および化学蒸着 (CVD) グラフェンと比較した MW-rGO の物理的特性。 シリコン基板上に堆積された典型的な GO フレークを示します (A)。 X線光電子分光法(B); MW-rGO、GO、および CVD (CVD) のラマン分光法および結晶サイズ比 (L a) とラマン スペクトルにおける 1 2D /1 G ピーク比。
rGO と比較した MW-rGO の電子的および電極触媒的特性。 イラスト: ラトガース大学
MW-rGO を取得するための技術プロセスは、いくつかの段階で構成されます。
- 修正ハマー法を使用してグラファイトを酸化し、それを水に溶解して単層酸化グラフェンフレークを形成します。
- GO をアニーリングして、材料をマイクロ波照射の影響を受けやすくします。
- 従来の 1000 W 電子レンジで GO フレークを 1 ～ 2 秒間照射します。 この手順中に、GO は急速に高温に加熱され、酸素基の脱離と炭素格子の優れた構造化が起こります。
透過型電子顕微鏡画像は、グラフェン シートの構造を 1 nm スケールで示しています。 左側は単層 rGO で、酸素官能基 (青い矢印) や炭素層の穴 (赤い矢印) など、多くの欠陥があります。 中央と右側には、完全に構造化された 2 層と 3 層の MW-rGO があります。 写真: ラトガース大学
MW-rGO の優れた構造特性により、電界効果トランジスタに使用すると、最大電子移動度が約 1500 cm 2 /V s に増加します。これは、最新の高電子移動度トランジスタの優れた性能に匹敵します。
エレクトロニクスに加えて、MW-rGO は触媒の製造にも役立ちます。酸素発生反応の触媒として使用した場合、非常に低いターフェル係数 (10 年あたり約 38 mV) を示しました。 MW-rGO 触媒は、100 時間以上続いた水素発生反応でも安定した状態を保ちました。
これらすべては、産業におけるマイクロ波還元グラフェンの使用についての優れた可能性を示唆しています。
研究論文 「溶液剥離酸化グラフェンのマイクロ波還元による高品質グラフェン」 2016年9月1日発売の雑誌に掲載されました 科学(土井: 10.1126/science.aah3398)。
グラフェンは、驚くべき軽さと強度を兼ね備えた優れた電気伝導性など、顕著な化学的および物理的特性を備えたユニークな炭素化合物のクラスに属します。
時間が経てば、現代の半導体製造の基礎であるシリコンに取って代わることができると期待されています。 現在、この化合物は「未来の材料」としての地位を確固たるものとしています。
素材の特徴
グラフェンは、「G」という名称で最も多く見られるもので、六方格子に結合した原子の形の珍しい構造を持つ炭素の二次元形態です。 さらに、その合計の厚さはそれぞれのサイズを超えません。
グラフェンとは何かをより明確に理解するには、次のような独自の特性を理解しておくことをお勧めします。
- 記録的な高い熱伝導率。
- 材料の機械的強度と柔軟性が高く、鋼製品の同じ指標よりも数百倍高い。
- 比類のない導電性。
- 高い融点（3000度以上）。
- 浸透性と透明性。
グラフェンの異常な構造は、次の単純な事実によって証明されています。300 万枚のグラフェン ブランクを組み合わせた場合、完成品の総厚さは 1 mm 以下になります。
この珍しい材料のユニークな特性を理解するには、その起源が鉛筆の芯に使用される通常の層状黒鉛に似ていることに注意するだけで十分です。 しかし、六方格子内の原子の特殊な配置により、その構造はダイヤモンドのような硬い物質に固有の特性を獲得します。
グラフェンがグラファイトから分離されると、現代の 2D 材料の特徴であるその最も「奇跡的な」特性が、得られた原子の厚さの膜で観察されます。 今日、国家経済の中でこのユニークな化合物が使用され、有望とはみなされていない分野を見つけることは困難です。 これは、新しい技術の開発を目的とする科学開発の分野で特に顕著です。
入手方法
この物質の発見は 2004 年にまで遡り、その後科学者たちはその製造のためのさまざまな方法を習得しました。その方法を以下に示します。
- 相変態法（CVD法と呼ばれます）による化学冷却。
- 真空条件下で実行される、いわゆる「エピタキシャル成長」。
- 「機械的剥離」という方法です。
それぞれを詳しく見てみましょう。
機械式
これらのメソッドのうち、独立した実装で最もアクセスしやすいと考えられる最後のメソッドから始めましょう。 家庭でグラフェンを入手するには、以下の一連の操作を順次行う必要があります。
- まず、薄いグラファイトプレートを用意し、それを特別なテープの粘着面に貼り付けます。
- その後、半分に折り、元の状態に戻ります（両端が離れます）。
- このような操作の結果、テープの粘着面にグラファイトの二重層を得ることができます。
- この操作を数回実行すると、適用される材料層の厚さを薄くすることは難しくありません。
- この後、分割された非常に薄いフィルムを備えた粘着テープが酸化シリコン基板に貼り付けられます。
- その結果、膜の一部が基板上に残り、グラフェン層が形成されます。
この方法の欠点は、基板の指定された部分に確実に固定される所定のサイズと形状の十分に薄いフィルムを得ることが難しいことです。
現在、日常的に使用されているグラフェンのほとんどはこの方法で製造されています。 機械的剥離により、かなり高品質のコンパウンドを得ることが可能ですが、大量生産条件ではこの方法はまったく適していません。
工業的方法
グラフェンを製造するための工業的な方法の 1 つは真空中でグラフェンを成長させる方法であり、その特徴は次のように表すことができます。
- これを作るために、この材料の表面に常に存在する炭化ケイ素の表面層が採取されます。
- 次に、事前に準備されたシリコンウェーハが比較的高温（約 1000 K）に加熱されます。
- この場合に起こる化学反応により、シリコン原子と炭素原子の分離が観察され、最初の原子はすぐに蒸発します。
- この反応の結果、純粋なグラフェン (G) がプレート上に残ります。
この方法の欠点としては、高温加熱が必要であることが挙げられ、多くの場合、技術的な困難が生じます。
上記の問題を回避する最も信頼できる工業的方法は、いわゆる「CVD プロセス」です。 これを実装すると、金属触媒が炭化水素ガスと結合すると、金属触媒の表面で化学反応が起こります。
上で議論したすべてのアプローチの結果、わずか 1 原子の厚さの層の形で 2 次元炭素の純粋な同素体化合物を得ることが可能になります。 この形成の特徴は、いわゆる「σ」結合と「π」結合の形成により、これらの原子が結合して六方格子を形成することです。
グラフェン格子内の電荷キャリアは高度な移動度を特徴とし、他の既知の半導体材料のこの指標を大幅に上回ります。 このため、伝統的に集積回路の製造に使用されてきた古典的なシリコンを置き換えることができます。
グラフェンベースの材料の実用化の可能性は、その製造の特徴に直接関係しています。 現在、形状、品質、サイズが異なる個々の断片を取得するために多くの方法が実践されています。
すべての既知の方法の中で、次のアプローチが際立っています。
- 導電性塗料や各種複合材料の製造に使用される、フレーク状の各種酸化グラフェンの製造。
- 電子機器の部品となる平坦なグラフェンGを取得する。
- 不活性コンポーネントとして使用されるのと同じ種類の材料を成長させます。
この化合物の主な特性とその機能は、基板の品質と、それを成長させる材料の特性によって決まります。 これらすべては最終的には使用される製造方法に依存します。
このユニークな素材は、入手方法に応じて、さまざまな目的に使用できます。
- 機械的剥離によって得られるグラフェンは主に研究を目的としていますが、これは自由電荷キャリアの移動度が低いことで説明されます。
- グラフェンが化学 (熱) 反応によって生成される場合、複合材料、保護コーティング、インク、染料の作成に最もよく使用されます。 自由キャリアの移動度が若干高いため、コンデンサやフィルム絶縁体の製造に使用できます。
- CVD 法を使用してこの化合物を取得すると、センサーや透明な柔軟なフィルムの製造だけでなく、ナノエレクトロニクスにも使用できます。
- 「シリコンウェーハ」法で得られるグラフェンは、RF トランジスタや同様のコンポーネントなどの電子デバイスの要素の製造に使用されます。 このような化合物における自由電荷キャリアの移動度は最大になります。
リストされたグラフェンの機能により、メーカーは幅広い視野を広げ、以下の有望な分野での実装に注力できるようになります。
- シリコンコンポーネントの交換に関連する現代エレクトロニクスの代替分野。
- 主要な化学産業。
- ユニークな製品（複合材料やグラフェン膜など）を設計する場合。
- 電気工学およびエレクトロニクスにおいて（「理想的な」導体として）。
さらに、冷陰極、充電式電池、特殊な導電性電極や透明フィルムコーティングもこの化合物に基づいて製造できます。 このナノ材料のユニークな特性により、有望な開発に使用するための幅広い可能性がもたらされます。
長所と短所
グラフェンベースの製品の利点:
- 通常の銅と同等の高い導電性。
- ほぼ完璧な光学純度により、可視光範囲のわずか 2% しか吸収しません。 したがって、外側からはほとんど無色に見え、観察者には見えません。
- ダイヤモンドよりも優れた機械的強度。
- 柔軟性という点では、単層グラフェンは弾性ゴムよりも優れています。 この品質により、フィルムの形状を簡単に変更したり、必要に応じて伸ばすことができます。
- 外部の機械的影響に対する耐性。
- 比類のない熱伝導率であり、銅の数十倍です。
この独特の炭素化合物には次のような欠点があります。
- 工業生産に十分な量を入手することは不可能であり、高品質を確保するために必要な物理的および化学的特性を達成することも不可能です。 実際には、グラフェンの小さなサイズのシート断片のみを取得することが可能です。
- 工業的に製造された製品は、ほとんどの場合、研究機関で得られたサンプルよりも特性が劣ります。 通常の工業技術では実現できません。
- 人件費以外のコストが高く、その生産と実用化の可能性が大幅に制限されます。
これらすべての困難にもかかわらず、研究者たちはグラフェン製造のための新しい技術を開発する試みを放棄しません。
結論として、この材料は現代の超薄型で柔軟な機器の製造にも使用できるため、この材料の将来性は単に素晴らしいものであると述べるべきです。 さらに、これに基づいて、がんやその他の一般的な腫瘍疾患と戦うことができる最新の医療機器や医薬品を作成することも可能です。
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