في العام الماضي، تسلا موتورز إنك (تسلا تسلاتسلا إنك 302. 78-1٪ 08 كريتد ويث هيستوك 4. 2. 6 خطها من أنظمة البطارية السكنية والتجارية وكذلك إجراء البحوث العلمية في تكنولوجيا البطاريات من أجل تحسين كفاءة استخدام الطاقة في سياراتها الكهربائية. واحدة من الجوانب الأكثر إثارة من هذا البحث هو الاستخدام المحتمل للالجرافين، وهو تكوين فريد من ذرات الكربون التي تشكل طبقة ثنائية الأبعاد مثل العسل. وتشمل تكوينات أخرى من الكربون الجرافيت والماس وكرات بوكي والفحم.

أشاد الجرافين بأنه مادة "معجزة"، مع قوة تقدر ب 100 مرة أقوى من الفولاذ في جزء صغير من الوزن. تاريخيا، كانت هذه المادة صعبة جدا ومكلفة لإنتاج، وكان يستخدم في المقام الأول في استخدامات المتخصصة داخل صناعة أشباه الموصلات. في الواقع، لم يكن معزولا حتى عام 2004. اليوم، ومع ذلك، يتم اختبار طرق جديدة وأسهل لإنتاج كميات كبيرة من الجرافين، ومجموعة من الاستخدامات المحتملة لديها القدرة على أن تكون مدمرة عبر عدد من الصناعات.

بطاريات

تسلا هي من بين عدد كبير من الشركات والجامعات تبحث كيفية استخدام الجرافين لحل مشكلة حجم البطارية وكفاءتها. استخدام الجرافين لخلايا البطارية يمكن أن تحسن كثيرا من القدرة والسرعة لإعادة شحن والتفريغ مقارنة مع التكنولوجيا المعاصرة اليوم، شحن ما يصل إلى 10 مرات أسرع من بطارية ليثيوم أيون. الجرافين يمكن أيضا تقليص حجم البطاريات عن طريق تحسين كبير في كثافة الطاقة. مزيج من شحن أسرع، وسوف تكون بطارية أصغر تحسنا كبيرا للالكترونيات الاستهلاكية، والأجهزة المحمولة والسيارات الكهربائية. (للحصول على قراءة ذات صلة، راجع: جديد استثمار تكنولوجيا البطارية الفرص . )

الخلايا الشمسية

الجرافين ليست مفيدة فقط في طاقة البطارية، ولكن أيضا يمكن تحسين الحالة الراهنة من الألواح الشمسية الضوئية. إن انعكاس بعض أشعة الشمس على سطح الألواح الشمسية مشكلة كبيرة اليوم، لأن تظليلها بأي شكل من الأشكال من شأنه أيضا أن يقلل من كمية الطاقة التي يمكن أن تنتجها. إضافة طبقة من الجرافين بمثابة طلاء مضادة للانعكاس الذي يسمح لمعظم الطاقة ضوء لتمرير من خلال تحويلها إلى كهرباء. وقد أظهرت الأبحاث أن الجرافين يمكن أن تقلل الانعكاسية بنسبة 15-35٪.

الترانزيستور

الترانزستورات هي البوابات المنطقية على الخروج التي تعمل بالتيار الكهربائي، وأثارت ثورة الحاسوب. اليوم، وتوقع قانون مور أن عدد الترانزستورات التي يمكن أن تتناسب مع رقاقة سوف تتضاعف كل 18 شهرا، وتأتي قد تأتي ثمارها حتى الآن.التكنولوجيا تدفع الآن حدود السيليكون كركيزة لبناء أشباه الموصلات، وهو ما يعني قانون مور قد لم يعد عقد. الجرافين قد يكون بديلا عن السيليكون للسماح حتى أكبر كثافة الترانزستور. الباحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وفي أماكن أخرى تبحث في كيفية تحقيق رقاقة القائم على الجرافين. <لمزيد من المعلومات، انظر أيضا: أعلى الحقول الناشئة في تكنولوجيا الجوال .

التطبيقات الطبية

الاستخدامات الطبية للجرافين تشمل هندسة الأنسجة. تعتمد الطباعة ثلاثية الأبعاد وغيرها من أساليب نمو الأعضاء على مصفوفة قوية يمكن أن تنمو بها الخلايا. إضافة الجرافين الجسيمات النانوية إلى المواد الموجودة وقد تبين لتحسين متانة الهيكلية.

وقد تبين أن الجرافين من قبل خلايا محددة بما في ذلك الخلايا السرطانية، مما يجعلها ناقلات المحتملة لتسليم المخدرات المستهدفة. وتجري حاليا تجارب لمعرفة ما إذا كان يمكن استخدامها لعلاج سرطان الرئة. كما تبين أن المادة تعزز تفاعل البوليميراز المتسلسل، أو تفاعل البوليميراز المتسلسل (ير)، وهو الأسلوب المستخدم لتسلسل الجينومات وتحديد الجينات.

الخلاصة

الجرافين هي الكلمة التي من المرجح أن نسمع أكثر وأكثر كما بدأ الباحثون من جميع أنحاء العالم لدراسة هذه المواد فريدة من نوعها القائم على الكربون. وبصرف النظر عن ما سبق، وهناك عدد كبير من الاستخدامات البديلة المقترحة للالجرافين. وتشمل هذه استخدامه كمادة زيوت التشحيم، للكشف عن ضوء الأشعة تحت الحمراء، لتطوير الالكترونيات يمكن ارتداؤها، كتكنولوجيا تنقية المياه وكطلاء مقاوم للماء. وفي السنوات القادمة، من المؤكد أن هناك حالات استخدام محتملة يمكن تحديدها ووضعها موضع التنفيذ.