Għaliex tagħżel fibreglass u graphene biex jingħaqdu għall-ġenerazzjoni l-ġdida ta 'fibreglass monene super materjal?
Jista 'jiflaħ is-sħana intensa tal-magni tal-ajruplani, issaħħan malajr is-sedili tas-subway f'temp kiesaħ, u saħansitra jżid l-effiċjenza tat-tnixxif industrijali b'madwar 30%. Huwa s-"king tal-materjali ġodda," graphene, riżultat tal-integrazzjoni trans-industrijali tiegħu mal-fibreglass: il--supermaterjal tal-ġenerazzjoni li jmiss, "mono-fibreglass."
X'inhu mono-fibreglass? Nibdew bil-karbonju. Mill-118-il element fit-tabella perjodika, il-karbonju huwa l-"kaptan" mhux ikkontestat. Jifforma s-sinsla tal-ħajja fid-Dinja u jista 'jiġi rikostruwit permezz ta' bonds kimiċi uniċi, li jinbidel f'djamant, grafit, u anke grafen -atomu-oħxon wieħed.
Jekk il-grafita titqabbel ma 'ktieb oħxon, il-grafita hija paġna rqiqa fi ħdanha. Sempliċement 0.334 nanometri ħxuna, ekwivalenti għal 1/200,000 id-dijametru ta 'xagħar uman, jippossjedi "enerġija" zaskakuje. Is-saħħa tat-tensjoni tagħha hija 200 darba dik tal-azzar, il-konduttività termali tagħha hija 13-il darba dik tar-ram pur, il-mobilità tal-elettroni tagħha hija aktar minn 100 darba dik tas-silikon, u t-trażmissjoni tad-dawl tagħha tilħaq 97.7%. Dawn il-kwalitajiet li tkun "rqiqa bħal ġwienaħ ta 'ċicada, aktar b'saħħitha mill-azzar" għamlu l-graffen stilla fid-dinja tal-materjali.
L-iskoperta tal-graphene innifsu hija storja xjentifika leġġendarja. Ix-xjentisti teoretikament bassru l-eżistenza tiegħu fl-1947, iżda ma setgħux jipproduċuh fil-fatt minħabba l-instabilità termodinamika ta 'materjali bi-dimensjonali. Fl-2004, ix-xjentisti iżolaw aċċidentalment saff wieħed ta 'graphene billi ripetutament qaxxru u jeħlu folji tal-grafita flimkien ma' tejp. Dan il-metodu sempliċi qalilhom il-Premju Nobel għall-Fiżika 2010. Fiċ-Ċina, it-tim tal-Akkademiku Liu Zhongfan kiseb innovazzjoni mhux mistennija, u ssaħħaħ aktar il-kapaċitajiet ta 'super materjali. Student aċċidentalment poġġa ħġieġ f'forn tal-laboratorju u bla mistenni "kiber" graphene fuq il-wiċċ tal-ħġieġ iżolanti. Dan l-avvanz ippermetta li l-grafene jikber biss fuq sottostrati tal-metall, u stabbilixxa pedament ewlieni għall-integrazzjoni sussegwenti tal-materjali.
Għaliex tagħżelfibreglassu graphene għal din il-kollaborazzjoni? It-tweġiba tinsab fil-proprjetajiet tal-fibra tal-ħġieġ. Magħmul minn materja prima tal-ħġieġ imdewweb u miġbud f'temperaturi għoljin, dan il-materjal inorganiku, mhux-metalliku, kull fibra biss 7 mikroni ħoxna u irqaq minn xagħar uman, tgħaqqad il-vantaġġi ta 'ħeffa, flessibilità, u reżistenza għat-temperatura għolja-. It-tim tar-riċerka nġibed lejn il-kapaċitajiet "iskeletru" tiegħu. Bl-użu ta ' depożizzjoni tal-fwar kimiku, huma miksija lfibreglassbil-grafina "ġilda." Din il-"ġilda" mhux biss envelops b'mod sikur il-fibra u tirreżisti t-tneħħija, iżda tagħtiha wkoll is-"superpotenzi" tal-konduttività elettrika u termali u l-ilqugħ elettromanjetiku.
Illum, l-ewwel monene ta' metru-wisa' fid-dinjafibreglasssistema ta 'produzzjoni kisbet kapaċità ta' produzzjoni annwali ta '20,000 metru kwadru, li ġġib riċerka avvanzata- mil-laboratorju għal-linja ta' produzzjoni industrijali. Din l-innovazzjoni ta' "riġidità u flessibilità" qed teżerċita qawwa dinjija-li tinbidel f'diversi oqsma. Fl-avjazzjoni, it-tneħħija tas-silġ tradizzjonali tal-ġwienaħ tiddependi fuq wajers ta' reżistenza goffi, li jikkonsmaw enerġija għolja u jaffettwaw l-effiċjenza tat-titjir. Madankollu, il-fibra tal-ħġieġ monene, b'rata ta' konverżjoni tal-elettriku-għa-issaħħan ta' aktar minn 90%, tiġġenera sħana tal-wiċċ u ddub is-silġ f'sekondi. It-twaħħil sempliċi mat-tarf ta 'quddiem tal-ġwienaħ jiżgura s-sigurtà tat-titjira.
Fis-settur tal-enerġija mir-riħ, razzett tar-riħ ta 'Hunan kien pijunier f'din it-teknoloġija, u daħħal fibra tal-ħġieġ monene fix-xfafar. Bħal kutra elettrika intelliġenti, din it-teknoloġija ssaħħan l-arja b'mod uniformi, u ssolvi l-ħajja qasira u n-natura suxxettibbli tas-sajjetti-de-silġ mekkaniku u sħun. Din it-teknoloġija testendi l-ħajja tat-turbini u ttejjeb l-effiċjenza ekonomika tal-farms tar-riħ. Fis-settur pubbliku, xi sedili fuq il-Beijing Subway Yizhuang Line jinkorporaw saff ta 'tisħin tal-fibra tal-ħġieġ monene, li jgħollu t-temperaturi għal 40 grad f'10-30 sekonda. Jarmi wkoll "dawl tal-ħajja" tal-infra-aħmar imbiegħed fil-medda ta 'wavelength ta' 4-15 mikron, wavelength kruċjali għall-pjanti u l-annimali. Din it-teknoloġija ġġib is-sħana u s-saħħa flimkien.
Meta t-teknoloġija avvanzata-tneħħi l-faċċata ta' barra tagħha u tidħol fil-ħajja ta' kuljum, il-"possibbiltà" tax-xjenza ssir "is-seħħ" li jibdel id-dinja.
Is-"superpotenza" tal-grafene tissodisfa t-"toughness" tal-fibra tal-ħġieġ. Dan mhux biss ifassal mill-ġdid il-konfini tal-prestazzjoni tal-materjal iżda juri wkoll il-kuraġġ tar-riċerka xjentifika Ċiniża. Dan il-futur minsuġ minn grafen u ħġieġ jistieden aktar nies biex jimbarkaw fuq il-baħar vast tax-xjenza.
