Tha comas sònraichte grafait dealan a ghiùlan fhad ‘s a tha e a’ sgaoileadh no a’ gluasad teas air falbh bho phàirtean deatamach ga dhèanamh na stuth math airson tagraidhean eileagtronaigeach a’ gabhail a-steach leth-sheoladairean, motaran dealain, agus eadhon cinneasachadh bataraidhean an latha an-diugh.
’S e grafait a chanas luchd-saidheans agus innleadairean ri sreath singilte de ghrafait aig ìre atamach, agus tha na sreathan tana seo de ghrafait gan roiligeadh suas agus gan cleachdadh ann an nanotubes. Tha seo dualtach mar thoradh air an t-seòltachd dealain iongantach agus neart is stiffness sònraichte an stuth.
Tha nanotuban gualain an latha an-diugh air an togail le co-mheas faid-ri-trast-thomhas suas ri 132,000,000:1, a tha gu math nas motha na stuth sam bith eile. A bharrachd air a bhith air a chleachdadh ann an nanoteicneòlas, a tha fhathast gu math ùr ann an saoghal nan leth-chonnsachaidhean, bu chòir a thoirt fa-near gu bheil a’ mhòr-chuid de luchd-saothrachaidh grafait air a bhith a’ dèanamh ìrean sònraichte de ghrafait airson gnìomhachas nan leth-chonnsachaidhean airson deicheadan.
2. Motairean Dealain, Gineadairean agus Alternators
Bithear a’ cleachdadh stuth grafait charboin gu tric ann am motaran dealain, gineadairean, agus alternators ann an cruth bhruisean charboin. Anns a’ chùis seo, is e inneal a th’ ann am “bruis” a bhios a’ giùlan sruth eadar uèirichean statach agus measgachadh de phàirtean gluasadach, agus mar as trice bidh e air a chumail ann an siaft rothlach.
3. Ion-chur Ion
Tha grafait ga chleachdadh nas trice a-nis ann an gnìomhachas an eileagtronaig. Tha e ga chleachdadh ann an implantachadh ian, teirmeach-chàraidean, suidsichean dealain, comasairean, transistors, agus bataraidhean cuideachd.
'S e pròiseas innleadaireachd a th' ann an cur a-steach ian far a bheil ianan de stuth sònraichte air an luathachadh ann an raon dealain agus air am bualadh a-steach do stuth eile, mar sheòrsa de thumadh. 'S e seo aon de na pròiseasan bunaiteach a thathas a' cleachdadh ann an cinneasachadh meanbh-sgioban airson ar coimpiutairean an latha an-diugh, agus mar as trice is e dadaman grafait aon de na seòrsaichean dadaman a thèid a thoirt a-steach do na meanbh-sgioban stèidhichte air silicon seo.
A bharrachd air dreuchd shònraichte grafait ann an cinneasachadh meanbh-sgloinean, thathas a-nis a’ cleachdadh innleachdan stèidhichte air grafait gus àite comasairean agus transistoran traidiseanta a chur an àite. A rèir cuid de luchd-rannsachaidh, is dòcha gur e grafait roghainn eile an àite silicon gu tur. Tha e 100 uair nas taine na an transistor silicon as lugha, bidh e a’ giùlan dealan gu math nas èifeachdaiche, agus tha feartan coimheach aige a dh’ fhaodadh a bhith glè fheumail ann an coimpiutaireachd cuantamach. Chaidh grafait a chleachdadh ann an comasairean an latha an-diugh cuideachd. Gu dearbh, thathar ag ràdh gu bheil supercomasairean grafait 20 uair nas cumhachdaiche na comasairean traidiseanta (a’ leigeil a-mach 20 W/cm3), agus is dòcha gu bheil iad 3 uair nas làidire na bataraidhean lithium-ion àrd-chumhachd an latha an-diugh.
4. Bataraidhean
Nuair a thig e gu bataraidhean (ceallan tioram agus lithium-ion), tha stuthan gualain agus grafait air a bhith cudromach an seo cuideachd. A thaobh cealla tioram traidiseanta (na bataraidhean a bhios sinn tric a’ cleachdadh anns na rèidiothan, na lòchrain, na smachdan iomallach agus na h-uaireadairean againn), tha electrod meatailt no slat grafait (an catod) air a chuairteachadh le pasgan electrolyte tais, agus tha an dà chuid air an glacadh ann an siolandair meatailt.
Tha bataraidhean lithium-ion an latha an-diugh a’ cleachdadh grafait cuideachd – mar anod. Bha bataraidhean lithium-ion nas sine a’ cleachdadh stuthan grafait traidiseanta, ach a-nis gu bheil grafait a’ fàs nas fhasa fhaighinn, thathas a’ cleachdadh anodan grafait na àite – sa mhòr-chuid airson dà adhbhar; 1. bidh anodan grafait a’ cumail lùth nas fheàrr agus 2. tha e a’ gealltainn ùine cosgais a tha 10 uiread nas luaithe na bataraidh lithium-ion traidiseanta.
Tha bataraidhean lithium-ion ath-luchdaichte a’ sìor fhàs mòr-chòrdte an-diugh. Tha iad a-nis air an cleachdadh gu tric anns na h-innealan dachaigh againn, electronics so-ghiùlain, coimpiutairean-uchd, fònaichean sgairteil, càraichean dealain tar-chinealach, carbadan armachd, agus ann an tagraidhean aerospace cuideachd.
Àm puist: 15 Màrt 2021