Унікальна здатність графіту проводити електрику, розсіюючи або відводячи тепло від критичних компонентів, робить його чудовим матеріалом для застосування в електроніці, включаючи напівпровідники, електродвигуни та навіть виробництво сучасних акумуляторів.
Графен — це те, що вчені та інженери називають одним шаром графіту на атомному рівні, і ці тонкі шари графену згортають і використовують у нанотрубках. Ймовірно, це пов’язано з вражаючою електропровідністю та винятковою міцністю та жорсткістю матеріалу.
Сучасні вуглецеві нанотрубки побудовані із співвідношенням довжини до діаметра до 132 000 000:1, що значно більше, ніж будь-який інший матеріал. Окрім використання в нанотехнологіях, які все ще є досить новими у світі напівпровідників, слід зазначити, що більшість виробників графіту десятиліттями виробляли певні сорти графіту для напівпровідникової промисловості.
2. Електродвигуни, генератори та генератори змінного струму
Вуглеграфітовий матеріал також часто використовується в електродвигунах, генераторах і генераторах змінного струму у вигляді вугільних щіток. У цьому випадку «щітка» — це пристрій, який проводить струм між нерухомими проводами та комбінацією рухомих частин, і зазвичай він розміщений на обертовому валу.
3. Іонна імплантація
Зараз графіт все частіше використовується в електронній промисловості. Він також використовується для іонної імплантації, термопар, електричних вимикачів, конденсаторів, транзисторів і батарей.
Іонна імплантація – це інженерний процес, у якому іони певного матеріалу прискорюються в електричному полі та впливають на інший матеріал у формі імпрегнації. Це один із основних процесів, які використовуються у виробництві мікрочіпів для наших сучасних комп’ютерів, і атоми графіту зазвичай є одним із типів атомів, які вводяться в ці кремнієві мікрочіпи.
Окрім унікальної ролі графіту у виробництві мікрочіпів, інновації на основі графіту тепер також використовуються для заміни традиційних конденсаторів і транзисторів. На думку деяких дослідників, графен взагалі може бути альтернативою кремнію. Він у 100 разів тонший за найменший кремнієвий транзистор, проводить електрику набагато ефективніше та має екзотичні властивості, які можуть бути дуже корисними в квантових обчисленнях. Графен також використовується в сучасних конденсаторах. Фактично, графенові суперконденсатори нібито в 20 разів потужніші за традиційні конденсатори (вивільняють 20 Вт/см3), і вони можуть бути в 3 рази потужніші за сучасні потужні літій-іонні батареї.
4. Акумулятори
Коли справа доходить до акумуляторів (сухих елементів та літій-іонних), вуглецеві та графітові матеріали тут також відіграють важливу роль. У випадку з традиційними сухими елементами (батарейки, які ми часто використовуємо в наших радіоприймачах, ліхтариках, пультах дистанційного керування та годинниках), металевий електрод або графітовий стрижень (катод) оточений вологою електролітною пастою, і обидва інкапсульовані всередині металевий циліндр.
Сучасні літій-іонні акумулятори також використовують графіт — як анод. Старіші літій-іонні батареї використовували традиційні графітові матеріали, однак тепер, коли графен стає все більш доступним, замість нього використовуються графенові аноди — в основному з двох причин; 1. графенові аноди краще зберігають енергію та 2. він обіцяє час заряджання, який у 10 разів швидший, ніж традиційний літій-іонний акумулятор.
Акумуляторні літій-іонні батареї стають все більш популярними в наші дні. Тепер вони часто використовуються в нашій побутовій техніці, портативній електроніці, ноутбуках, смартфонах, гібридних електричних автомобілях, військових транспортних засобах, а також в аерокосмічних додатках.
Час публікації: 15 березня 2021 р