Применение графена

Применение графена

Основная статья: Графен

Графен

H ^ K = − i ℏ v F σ → ⋅ ∇ → {\displaystyle {\hat {H}}_{K}=-i\hbar v_{F}{\vec {\sigma }}\cdot {\vec {\nabla }}}

Физика графена
Математическая формулировка …

Фундаментальные понятия

Получение и технология

Применения

Транспортные свойства

Оптика графена

Известные учёные

См. также: Портал:Физика

Применение графена находится на начальной стадии научно-исследовательских разработок и исследований. В перспективе графеновая электроника рассматривается как основное применение графена. Отсутствие запрещённой зоны позволяет рассматривать графен как идеальный материал для детектирования инфракрасного света и терагерцового излучения.

В 2011 году в журнале Science была опубликована работа, где на основе графена предлагалась схема двумерного метаматериала (может быть востребован в оптике и электронике).

Коробчатая графеновая наноструктура (КГНС), представляющая собой многослойную систему расположенных вдоль поверхности параллельных полых наноканалов с четырёхугольным поперечным сечением, может служить основой для создания сверхчувствительных датчиков, высокоэффективных каталитических ячеек, наноканалов для манипулирования-секвенирования ДНК, высокоэффективных теплоотводящих поверхностей, аккумуляторов с улучшенными характеристиками, наномеханических резонаторов, каналов умножения электронов в приборах эмиссионной наноэлектроники, сорбентов большой ёмкости для безопасного хранения водорода.

В 2014 году исследователи из Массачусетского технологического института разработали технологию, позволяющую делать в листах графена отверстия определённого диаметра и получать сверхтонкие фильтры для высокой степени опреснения и очистки воды. В феврале 2018 года специалисты Объединения научных и прикладных исследований Австралии (CSIRO) предложили дешёвый способ массового и недорогого производства подходящих листов графена. По мнению представителей CSIRO, разработанная технология позволит отказаться от дорогостоящих и многоступенчатых методов очистки воды и способна привести к прорыву в решении проблемы нехватки питьевой воды.

В медицинских исследованиях графен демонстрирует противораковые свойства. Команда исследователей из Университета Манчестера в Великобритании во главе с Майклом Лизанти (Michael Lisanti) опубликовали статью в журнале «Oncotarget», посвящённую тому, как окись графена выборочно поражает стволовые клетки, относящиеся к категории раковых. Во время исследования учёные оценили эффекты графена при шести разных видах рака: молочной железы, лёгких, поджелудочной железы, простаты, яичников и головного мозга. Во всех случаях получен положительный результат. Предполагается, что графен может быть эффективен при широком диапазоне опухолей.

Термоэлектрический эффект для графена превосходит резистивный омический нагрев, что в перспективе позволит создание на его базе схем, не требующих охлаждения.

Примечания

1. Предложена схема двумерного метаматериала на основе графена
2. David L. Chandler. How to create selective holes in graphene. New technique developed at MIT produces highly selective filter materials, could lead to more efficient desalination (англ.). MIT News Office (25 February 2014). Дата обращения 6 апреля 2018.
3. В Австралии создали технологию фильтрации и опреснения воды при помощи графена. NEWSru.com (15 февраля 2018). Дата обращения 16 февраля 2018.
4. Catharine Paddock PhD. Graphene shows anticancer potential (англ.). Medical News Today (26 February 2015). Дата обращения 23 марта 2015.
5. ГРАФЕН ДЕМОНСТРИРУЕТ ПРОТИВООПУХОЛЕВЫЙ ПОТЕНЦИАЛ. Дата обращения 23 марта 2015.
6. Микросхемы из графена смогут охлаждать сами себя Архивная копия от 16 октября 2017 на Wayback Machine
7. Self-cooling observed in graphene electronics | News Bureau | University of Illinois

Прекрасные творения природы и человечества в разные века считались самыми удивительными. Но наступила другая эпоха и сегодня «Я и Мир» покажет вам чудеса света нашего времени.

В начале 21 века решили обновить список семи чудес света. Для этого почти 100 млн человек по всему миру голосовали за прекрасные творения планеты. И в 2007 году были оглашены результаты опроса, где были представлены современные красоты Земли.

Сколько же и какие диковинки сохранились до наших дней? Начнём по порядку.

Колизей (Италия)

Из всех строений того времени, Колизей самый грандиозный и почти сохранившийся до наших дней. Здесь на потеху граждан Рима сражались и погибали сотни рабов-гладиаторов, а также множество экзотических животных.

В высоту амфитеатр 57, а в окружности – 527 метров. Вверху крепился огромный балдахин, а внутри всё было покрыто мрамором. 36 лифтов поднимали вверх вручную рабы, каждый по 10 человек.

Через 8 лет, когда амфитеатр был достроен, в Риме устроили праздник, продолжавшийся целых 100 дней, а на арене были убиты тысячи животных и сотни гладиаторов. Вход был бесплатный, поэтому кровавые зрелища могли посмотреть все желающие, особенно было много женщин. Бои всегда начинались на рассвете и заканчивались, когда последние лучи солнца касались горизонта. А в праздники всё продолжалось по нескольку дней.

Великая стена (Китай)

Стена тянется по северу Китая 8851,9 км. Строительство началось ещё в 3 веке до н. э., где принимало участие более 1 000 000 человек. Стройка продолжалась 10 лет, но было слишком много проблем: не было дорог, достаточного количества воды и пропитания для строителей, свирепствовали эпидемии. В результате, местное население восстало против дальнейшего строительства и правящей династии.

Следующее пришедшее к власти правительство продолжило стройку. Но это истощало народ и казну, а сама стена не давала той защиты, на которую надеялись власти. Враги могли легко проникнуть сквозь слабо укреплённые места, или просто подкупить стражников.

Древний город в Перу

Мачу-Пикчу – старый «затерянный город инков», построенный высоко в горах. Этот город – один из мировых чудес был возведён в 15 веке на высоте 2450 метров над уровнем моря. Архитектура каменных строений гармонично вписалась в красоты горных ландшафтов.

В городе были придуманы астрономические сооружения, позволяющие наблюдать за небесными светилами – это водяное зеркало 0,92 на 0,62 м, монолит-гномон и храм, напоминающий обсерваторию.

Здесь выращивали фрукты и овощи, целебные растения, кока (кокаин). А выше в горах были пастбища домашних животных и здесь же добывали полезные металлы.

За всё время существования города испанцам и другим завоевателям так и не удалось до него добраться. После крушения империи инков, жители покинули город и 400 лет он был в запустении.

Набатейский город

Развалины древней Петры находились на пересечении торговых путей Красного и Средиземного морей. В городе можно было полюбоваться на более чем 800 достопримечательностей. Строение считалось искусственным оазисом, возведённым среди скал и песка, и почти полностью состоит из каменных построек.

В своё время Петра была завоёвана Римской империей, но после падения Рима, город был забыт почти на 2 000 лет. И только в начале 19 века его обнаружил швейцарский путешественник.

Усыпальница в Индии

Одно из красивейших чудес света – мавзолей-мечеть – Тадж-Махал. В архитектуре плавно переплетаются персидский, исламский и индийский стили. Строительство продолжалось 21 год и днём, и ночью. Храм был построен в честь умершей во время родов любимой жены императора Мумтаз-Махал.

Чтобы построить усыпальницу, в Индию везли строительный материал со всей Азии, а храм строили более 20 000 рабочих. Здание высится вверх на 74 метра. В своё время английские солдаты и чиновники разграбили Тадж-Махал, выковыривая драгоценные камни из стен храма. В конце 19 века усыпальницу реконструировали и видоизменили, а саду придали английский вид.

Прекрасный белоснежный мавзолей с пятью куполами и четырьмя минаретами словно парит над искусственным водоёмом, отражаясь на водной глади.

Статуя Христа (Бразилия)

Знаменитая 38-ми метровая статуя Христа-Искупителя. Регулярно в неё бьют молнии и поэтому рядом постоянно есть в запасе камни для восстановления.

Ежегодно почти 2 000 000 туристов посещают огромный монумент, чтобы увидеть не только его, но и живописную картину, открывающуюся у подножия статуи. Добраться наверх можно по автостраде или железной дороге с миниатюрным поездом. На постройку статуи средства собирали «всем миром» и работа продолжалась около 9 лет.

В начальном варианте пьедестал должен был иметь форму шара земли, но потом остановились на статуе Христа с раскинутыми руками в виде креста.

Священный город Майя (Мексика)

Чичен-Ица – священный город народов майя. Люди пришли в эти места в 4 веке, а в 10 веке его захватили тольтеки и превратили в самый могущественный город того времени. В 12 веке город стал приходить в упадок и постепенно разрушаться. Но до сих пор неизвестно, почему жители покинули великий город.

До наших дней дошли прекрасные сооружения: пирамида Кукулькана, посвящённая Богу ветров и дождей, «Храм времени», площадки для игр с мячом (есть мнение, что проигравшую команду обезглавливали), храм Воинов, обсерватория, Священный сенот для жертвоприношений.

Прекрасные творения человечества до сих пор восхищают своей красотой и неповторимостью. Может быть через много лет будет новый список семи чудес света, а пока мы любуемся фото и читаем описание этих прекрасных сооружений.