«надеюсь открыть более интересный материал, чем графен»

Содержание

Графеновые аккумуляторы – описание, история создания

Технологическим прорывом на пути создания сверхъемких аккумуляторных батарей стало открытие графена.

Графен – это углеродная пленка, образованная жестким соединением атомов углерода в гексагональную структуру, напоминающую пчелиные соты. Получен уникальный материал из графита методом расщепления. Толщина листа графена всего один атом – это первый в истории двумерный кристалл, который представляет собой почти идеальный проводник.

Ученые за открытие графена получили Нобелевскую премию, потому что материал нового поколения уникален и обладает, помимо тонкости, другими замечательными свойствами:

• высокой электропроводностью;
• гибкостью;
• теплопроводностью;
• огромной механической прочностью;
• прозрачностью;
• непроницаемостью для большинства газов и жидкостей.

В последние годы для исследований технологий на основе графена выделяются большие средства – область его применения обширна: в отраслях высоких технологий, в электротехнической области промышленности, в космических и военных отраслях, в медицине, в автомобилестроении и сфере экологии.

Идеален графен для производства аккумулятора – максимальное отношение поверхности графенового листа к объему позволяет компоновать материал в плоский проводник, который накапливает большой заряд практически мгновенно.

Состав батареи

Графеновый аккумулятор что это и как он устроен рассмотрим подробно.

Устройство представляет собой специальный металлополимерный корпус, в который вставлены две пластины из разнородных металлов (медь и алюминий) с выводами для обеспечения электрических контактов – между электродами помещен электролит (жидкий или твердый). Анод содержит восстановитель, катод – окислитель. Внутри корпуса стоит разделительная пластина – сепаратор, который не дает отрицательно заряженным атомам лития свободно перемещаться между электродами.

Устройство графеновых аккумуляторов сходно с литий-полимерными, только в графеновых батареях электролитом и сепаратором служит графен.

Принцип работы

Схема работы графен-полимерных аккумуляторов не отличается от литий-ионных. Принцип одинаков – при заряде и разряде ионы лития постоянно перемещаются между анодом и катодом через электролит, в то время как электронам приходится достигать анода или катода по внешней цепи, создавая в ней электрический ток.

Происходит это так:

1. При разряде на аноде происходит окислительная химическая реакция, которая приводит к появлению свободных электронов. Они стремятся попасть на катод, где их концентрация мала, однако на пути свободных электронов возникает сепаратор, поэтому для них остается единственный путь – цепь нагрузки, куда замкнута батарея. Направленное движение электронов питает присоединенное к батарее устройство энергией.
2. Положительно заряженные ионы лития также направляются к катоду, но уже через сепаратор, который свободно пропускает положительно заряженные частицы.
3. После перемещения всех электронов к катоду наступает фаза разряда аккумулятора.
4. Подав на электроды напряжение определенной величины, можно запустить процесс перемещения ионов в обратном порядке – электроны опять соберутся на аноде и будут оставаться там до очередного подключения нагрузки.

Преимущества над литиевыми

Несмотря на сходство конструкции и принцип действия, графитовые аккумуляторы превосходят литиевые по своим характеристикам – графен быстрее накапливает заряд за счет высокой электропроводности.

Follow us

Условия получения отсрочки после колледжа

Выпускники школ, лицеев, успевшие поступить в ВУЗ, автоматически получают отсрочку от армии до окончания учебы по степени бакалавр. Затем при поступлении в магистратуру, аспирантуру, интернатуру, докторантуру. Не предоставляется отсрочка на второе высшее образование. Если непрерывный процесс обучения длится, пока молодому человеку исполнится 27 лет, в армию его не заберут вовсе, выдадут военный билет.

Что же касается второй отсрочки после колледжа, на законных основаниях ее получить невозможно. Тут приходится идти на ухищрения. Освобождение получают по состоянию здоровья либо игнорируют повестки. Согласно действующему законодательству, повестка считается врученной, если ее передали лично в руки призывнику. Очень часто студенты учатся в других городах, живут на квартирах без прописки. Дома их нет, в другом городе не найдут.

На законных основаниях получить вторую отсрочку по учебе после окончания колледжа можно при соблюдении условий, указанных во втором разделе статьи.

No Comments

Индустриальное применение

Различные сорбенты на основе оксида графена могут быть применены для дезакцивации зараженных техногенных и природных объектов. Крое того, данный наноматериал способен переработать подземные и поверхностные воды, а также почвы, очистив их от радионуклидов.

Фильтры из оксидов графена могут обеспечить суперчистотой помещения, где производятся электронные компоненты специального назначения. Уникальные свойства данного материала позволят проникнуть в тонкие технологии химической сферы. В частности, это может быть извлечение радиоактивных, рассеянных и редких металлов. Так, использование оксида графена позволит добыть золото из бедных руд.

Графен является самым прочным материалом на Земле. В 300 раз прочнее стали. Лист графена площадью в один квадратный метр и толщиной, всего лишь в один атом, способен удерживать предмет массой 4 килограмма. Графен, как салфетку, можно сгибать, сворачивать, растягивать. Бумажная салфетка рвется в руках. С графеном такого не случится.

Другие формы углерода: графен,
усиленный – арматурный графен
,
карбин, алмаз, фуллерен, углеродные нанотрубки, “вискерсы” .

Законодательная база для выслуги лет

Главными нормативными документами, которые регламентируют выплаты процентной надбавки к денежному довольствию за выслугу лет, а также документами, которые определяют порядок определения самой выслуги лет в Министерстве обороны Российской Федерации являются приказы Минобороны, изданные на основе Федерального закона «О статусе военнослужащих». Они отличаются для лиц, которые проходят военную службу по контракту и для гражданских служащих:

— Приказ Минобороны РФ от 30 июня 2006 г. N 200 «Об утверждении Порядка обеспечения денежным довольствием военнослужащих Вооруженных Сил Российской Федерации»  —  регулирует вопросы по выслуге лет для военнослужащих;

—  Приказ Министра обороны Российской Федерации «О внесении изменений в приказ Министра обороны Российской Федерации от 10 ноября 2008 г. № 555» – регулирует вопросы выслуги лет гражданского персонала.

Кроме того, нужно знать, что в силу пункта 2 Правил, утвержденных постановлением Правительства РФ от 14.07.2000 № 524, для назначения процентной надбавки за выслугу лет военнослужащих подлежат зачислению в календарном исчислении (а именно 1  календарный день = 1 дню выслуги) такие периоды:

1. Военная служба по контракту и призыву в Вооруженных Силах РФ, внутренних войсках МВД России, войсках гражданской обороны, инженерно-технических и дорожно-строительных воинских формированиях при федеральных органах исполнительной власти, СВР России, органах ФСБ России, федеральных органах государственной охраны, федеральном органе обеспечения мобилизационной подготовки органов государственной власти РФ, а также в Государственной противопожарной службе МЧС России;
2. Военная служба в Вооруженных Силах РФ, войсках и органах КГБ, Центральной службе разведки Союза ССР, Управлении охраны при Аппарате Президента Союза ССР, Комитете по охране государственной границы Союза ССР, органах федеральной безопасности РСФСР, Службе внешней разведки РСФСР, Межреспубликанской службе безопасности, Службе безопасности Президента РФ, федеральных органах государственной безопасности, органах контрразведки РФ, пограничных войсках, органах Федеральной пограничной службы РФ, Государственной противопожарной службе МВД России, Железнодорожных войсках РФ, войсках ФАПСИ, федеральных органах правительственной связи и информации, Службе специальной связи и информации при ФСО России, Главном управлении охраны РФ, во внутренних и железнодорожных войсках, других воинских формированиях Союза ССР, в Объединенных Вооруженных Силах государств – участников СНГ.

Это означает, что переводе гражданина из одних силовых структур в другие, он не теряет выслугу лет. Кроме того, в выслугу засчитывается служба по призывы и время обучения в военных специализированных учебных заведениях.

Военная служба по призыву в настоящее время подлежит включению в выслугу лет военнослужащих начиная со дня убытия призывника из военного комиссариата субъекта РФ к основному месту прохождения военной службы. Однако, начиная с 1 марта 1993 года до 30 марта 1998 года действовал другой порядок. Выслуга лет начинала исчисляться только с даты зачисления военнослужащего по призыву в списки личного состава воинской части. А до 1 марта 1993 года выслугу лет считали со дня явки призывника в военный комиссариат субъекта РФ для отправки в воинскую часть. Граждане, которые поступили в военные специализированные образовательные учреждения получают отсчет выслуги лет с даты зачисления их в такие военные образовательные учреждения.

Кроме того, не кадровые офицеры, которые проходили военную службу по призыву после окончания высших учебных заведений с военной кафедрой, время такой военной службы также засчитывается в стаж выслуги лет. Правда, происходит это в определенном порядке:

• Офицеры, призванные на службу по призыву непосредственно после окончания учебных заведений получают исчисление выслуги лет со дня их убытия в отпуск, который предоставляется военным комиссариатом в связи с окончанием учебных заведений до начала службы по призыву. С 1 марта 1993 года до 30 марта 1998 года выслуга лет начинала исчисляться с даты зачисления офицера в списки личного состава воинской части.
• Офицеры, которые получили отсрочку на прохождение воинской службы после окончания ВУЗов, получают исчисление выслуги лет с даты их убытия к месту прохождения военной службы, которое указано в предписании, выданном военным комиссариатом по месту учета.

Военная служба при подписании контракта подлежит включению в выслугу лет с даты вступления контракта о прохождении военной службы в силу.

Для отдельных категорий военнослужащих, а также на отдельных категориях территорий выслуга лет подлежит исчислению в льготном порядке, например 1 календарный год службы равен 1,5 или 2 годам выслуги лет. Льготный порядок исчисления выслуги лет действует и при участии военнослужащих в боевых действиях и службе в «горячих точках».

Биологические эффекты под микроскопом

Но, несмотря на всю эйфорию: как и в
случае любой новой технологии, потенциальные недостатки должны быть приняты во
внимание на ранней стадии. В прошлом они часто расследовались слишком поздно.
Например, асбест, который когда-то ценился за его огнезащитные свойства,
использовался в начале 20-го века для производства многочисленных продуктов –
но опасности для здоровья были обнаружены только постепенно

В 1970 году
асбестовые волокна были официально классифицированы как канцерогенные.

Поэтому важная часть графенового
флагмана посвящена вопросу: безопасны ли материалы на основе графена для
человека и окружающей среды? На сегодняшний день в рамках флагмана проводятся
многочисленные исследования. Исследователи из Лаборатории взаимодействий частиц
и биологии Empa , например, изучили влияние оксида графена на легкие,
желудочно-кишечный тракт или барьер плаценты человека.

Комплексная обзорная статья (ACS Nano , «Оценка безопасности материалов на основе графена: фокус на здоровье человека и окружающую среду» ) в настоящее время опубликована на полпути флагманского проекта по графену, который связывает данные, полученные в рамках программы. крупный международный исследовательский проект с другими опубликованными исследованиями и, таким образом, показывает текущее состояние знаний по вопросу безопасности материалов на основе графена. В обзоре приняли участие партнеры из 15 европейских университетов и исследовательских институтов, в том числе исследователи Empa Питер Вик и Тина Бюрки.

В статье представлен обзор того, когда
части материалов на основе графена могут даже попадать в окружающую среду или
организм человека в течение их жизненного цикла: во время производства,
использования, старения или в процессе утилизации или переработки. Большинство
оцененных исследований были посвящены вопросу о том, как материалы на основе
графена взаимодействуют с организмом человека. К ним относятся различные
способы попадания материалов в организм, например, при вдыхании, проглатывании
или контакте с кожей, а также распределение и взаимодействие с важными
органами, такими как центральная нервная система, легкие, кожа, иммунная
система, сердечно-сосудистая система, желудочно-кишечного тракта и
репродуктивной системы.

Другие методы[править]

Если кристалл пиролитического графита и подложку поместить между электродами, то, как показано в работе, можно добиться того, что кусочки графита с поверхности, среди которых могут оказаться плёнки атомарной толщины, под действием электрического поля могут перемещаться на подложку окисленного кремния. Для предотвращения пробоя (между электродами прикладывали напряжение от 1 до 13 кВ) между электродами также помещали тонкую пластину слюды.

Некоторая комбинация механического метода (графитовым стержнем пишут по поверхности подложки кремния, оставляя плёнки при разрушении) и последующего высокотемпературного отжига (~1100 K) использована для получения тонких слоёв графита вплоть до однослойных плёнок.

Фургон ГАЗ-2752 Соболь 4х4 Фото Характеристики Размеры

Выбор названия[править | править код]

Вначале было предложено дать метеориту название ближайшего от места первой находки метеорита населённого пункта, города Чебаркуль, стоящего на берегу озера Чебаркуль, на льду которого и были обнаружены осколки метеорита. Высказывались предположения, что основная его часть находится на дне озера.

Однако метеорит получил официальное название «Челябинск», поскольку обломки метеорита, разрушившегося в районе Челябинска, упали на обширной территории Челябинской области. Об этом сообщил директор Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН академик Эрик Галимов. После отправки заявки в Международное общество метеоритики и планетологии название небесного тела было внесено в Международный каталог метеоритов.

Другие методы

Если кристалл пиролитического графита и подложку поместить между электродами, то, как показано в работе, можно добиться того, что кусочки графита с поверхности, среди которых могут оказаться плёнки атомарной толщины, под действием электрического поля могут перемещаться на подложку окисленного кремния. Для предотвращения пробоя (между электродами прикладывали напряжение от 1 до 13 кВ) между электродами также помещали тонкую пластину слюды.

Некоторая комбинация механического метода (графитовым стержнем пишут по поверхности подложки кремния, оставляя плёнки при разрушении) и последующего высокотемпературного отжига (~1100 K) использована для получения тонких слоёв графита вплоть до однослойных плёнок.

Ссылки

Где производится графен?

На сегодняшний день крупнейшая компания, изготавливающая новый наноматериал, находится в Китае. Название этого производителя — Ningbo Morsh Technology. Производство графена начато им в 2012 году.

Главным потребителем наноматериала выступает компания Chongqing Morsh Technology. Графен используется ею для производства проводящих прозрачных пленок, которые вставляют в сенсорные дисплеи.

Сравнительно недавно известная компания Nokia оформила патент на светочувствительную матрицу. В составе этого столь необходимого для оптических приборов элемента находится несколько слоев графена. Такой материал, использованный на датчиках камер, в значительной мере увеличивает их светочувствительность (до 1000 раз). При этом наблюдается и снижение потребления электроэнергии. Хорошая камера для смартфона также будет содержать графен.

Использование нового материала

По словам ученых, датчики на основе графена смогут анализировать прочность и состояние самолета, а также предсказывать землетрясения. Но только когда материал с такими удивительными свойствами покинет стены лабораторий, станет ясно, в каком направлении пойдет развитие практического применения этого вещества. Сегодня физики, как и инженеры-электронщики, уже интересуются уникальными возможностями графена. Ведь всего несколько граммов этого вещества могут покрыть площадь, равную футбольному полю.

Графен и его применение потенциально рассматриваются в производстве легких спутников и самолетов. В этой области можно заменить новый материал. Наночастицу можно использовать вместо кремния в транзисторах, а ее введение в пластик придаст ей электропроводность.

Графен и его применение рассматриваются также при изготовлении сенсоров. Эти приборы, изготовленные на основе новейшего материала, смогут обнаруживать самые опасные молекулы. Но использование порошка из наноматериалов в производстве электрических батарей позволит значительно повысить их эффективность.

Графен и его применение рассматриваются в оптоэлектронике. Новый материал позволит сделать очень легкий и прочный пластик, контейнеры из которого позволят сохранять продукты свежими в течение нескольких недель.

Использование графена также предполагается для изготовления прозрачного проводящего покрытия, которое необходимо для мониторов, солнечных панелей и более прочных и устойчивых к механическим нагрузкам ветряных двигателей.

На основе наноматериалов будут получены лучшие спортивные снаряды, медицинские имплантаты и суперконденсаторы.

Применение графена:

– солнечная энергетика,

– водоочистка, фильтрация воды, опреснение морской воды,

– электроника (ЖК-мониторы, транзисторы, микросхемы и пр.),

– в аккумуляторах и источниках энергии. Графеновый аккумулятор позволяет автомобилю без подзарядки преодолевать 1000 км, время зарядки которого не более 16 секунд,

– медицина. Ученые обнаружили, что графеновые чешуйки оксида графена ускоряют размножение стволовых клеток и регенерацию клеток костной ткани,

– создание суперкомпозитов,

– очистка воды от радиоактивных загрязнений. Оксид графена быстро удаляет радиоактивные вещества из загрязненной воды. Хлопья оксида графена быстро связываются с естественными и искусственными радиоизотопами и конденсируют их, превращая в твердые вещества. Сами хлопья растворимы в жидкости, и их легко производить в промышленных масштабах.

Найти что-нибудь еще?

карта сайта

как сделать графен википедия материал аккумулятор свойства аэрогель углерод графит купить цена видео россия презентация плотностьтехническое применение открытие получение технология производство структура изобретение графена в светодиодных устройствах мастер нож

Коэффициент востребованности
10 628

Области применения

Возможности практического применения материалов на основе графена напрямую связаны с особенностями его производства. В настоящее время практикуется множество методов получения отдельных его фрагментов, различающихся по форме, качеству и размерам.

Среди всех известных способов особенно выделяются следующие подходы:

1. Изготовление разновидности оксида графена в виде хлопьев, применяемой при производстве электропроводящих красок, а также различных сортов композитных материалов;
2. Получение плоского графена G, из которого делаются компоненты электронных устройств;
3. Выращивание материала того же типа, применяемого в качестве неактивных компонентов.

Основные свойства этого соединения и его функциональность определяются качеством подложки, а также особенностями того материала, с помощью которого он выращивается. Всё это, в конечном счёте, зависит от используемого метода его производства.

В зависимости от способа получения этого уникального материала, он может применяться для самых различных целей, а именно:

1. Графен, полученный путём механического отслаивания, в основном, предназначается для исследований, что объясняется невысокой подвижностью носителей свободного заряда;
2. При получении графена методом химической (термической) реакции он чаще всего используется для создания композитных материалов, а также защитных покрытий, чернил, красителей. Подвижность свободных носителей у него несколько больше, что позволяет применять его для изготовления конденсаторов и плёночных изоляторов;
3. В случае использования для получения этого соединения метода CVD он может применяться в нано электронике, а также для изготовления сенсоров и прозрачных гибких плёнок;
4. Графен, полученный методом «кремниевых пластинок», идёт на изготовление таких элементов электронных устройств, как ВЧ-транзисторы и подобные им комплектующие. Подвижность свободных носителей заряда в таких соединениях максимальна.

Гибкие плёнки

Перечисленные особенности графена открывают для производителей широкие горизонты и позволяют сконцентрировать усилия по его внедрению в следующие перспективные области:

• В альтернативные направления современной электроники, связанные с заменой кремниевых составляющих;
• В ведущие химические отрасли производства;
• При конструировании уникальных изделий (таких, например, как композитные материалы и графеновые мембраны);
• В электротехнике и электронике (в качестве «идеального» проводника).

Помимо этого, на основе этого соединения могут изготавливаться холодные катоды, аккумуляторные батареи, а также специальные проводящие электроды и прозрачные плёночные покрытия. Уникальные свойства этого наноматериала обеспечивают ему большой запас возможностей для его использования в перспективных разработках.

Диагностические меры

ВПС – двустворчатый аортальный клапан может быть диагностирован при помощи:

• УЗИ;
• стандартного ЭКГ и суточного мониторинга;
• рентгенограммы легких.

В первую очередь кардиолог расспрашивает пациента и выявляет жалобы. Доктор устанавливает возможные первопричины развития нарушения.

Особое внимание к первичному осмотру. Дети с пороком сердца существенно отстают в физическом развитии от своих сверстников

При диагностике нарушения у ребенка грудного возраста врач может заметить посинение кожного покрова, гипотонус мышц и медленный набор веса.

При подозрении на двустворчатый клапан в обязательном порядке делается ЭКГ сердца

Основной диагностический метод – УЗИ. Это единственный способ подтвердить присутствие двустворчатого аортального клапана. Остальные исследования требуются для уточнения степени поражения и подбора лечебных мероприятий.

Разновидности

Использование в автомобилестроении

Согласно данным исследователей, удельная энергоемкость графена приближается к 65 кВт*ч/кг. Данный показатель в 47 раз превышает тот, который имеют столь распространенные ныне литий-ионные аккумуляторы. Этот факт ученые использовали для создания зарядных устройств нового поколения.

Графен-полимерный аккумулятор — прибор, при помощи которого максимально эффективно удерживается электрическая энергия. В настоящее время работа над ним ведется исследователями многих стран. Значительных успехов достигли в этом вопросе испанские ученые. Графен-полимерный аккумулятор, созданный ими, имеет энергоемкость, в сотни раз превышающую подобный показатель у уже существующих батарей. Используют его для оснащения электромобилей. Машина, в которой установлен может проехать без остановки тысячи километров. На подзарядку электромобиля при исчерпании энергоресурса понадобится не более 8 минут.

Оксиды наноматериала

Ученые активно исследуют и такую структуру графена, которая внутри или по краям углеродной сетки имеет присоединенные кислородосодержащие функциональные группы или (и) молекулы. Это оксид самого твердого нановещества, который является первым двумерным материалом, дошедшим до стадии коммерческого производства. Из нано- и микрочастиц этой структуры ученые изготовили сантиметровые образцы.

Так, оксид графена в сочетании с диофилизированным углеродом был недавно получен китайскими учеными. Это весьма легкий материал, сантиметровый кубик которого удерживается на лепестках небольшого цветка. Но при этом новое вещество, в котором находится оксид графена, является одним из самых твердых в мире.

Эпитаксия и разложение

Следует упомянуть ещё два метода: радиочастотное плазмохимическое осаждение из газовой фазы (англ. PECVD) и рост при высоком давлении и температуре (англ. HPHT). Из этих методов только последний можно использовать для получения плёнок большой площади.

Работы посвящены получению графена, выращенного на подложках карбида кремния SiC(0001). Графитовая плёнка формируется при термическом разложении поверхности подложки SiC (этот метод получения графена гораздо ближе к промышленному производству), причём качество выращенной плёнки зависит от того, какая стабилизация у кристалла: C-стабилизированная или Si-стабилизированная поверхность — в первом случае качество плёнок выше. В работах та же группа исследователей показала, что, несмотря на то, что толщина слоя графита составляет больше одного монослоя, в проводимости участвует только один слой в непосредственной близости от подложки, поскольку на границе SiC-C из-за разности работ выхода двух материалов образуется нескомпенсированный заряд. Свойства такой плёнки оказались эквивалентны свойствам графена.

Графен можно вырастить на металлических подложках рутения и иридия.

Область применения

Перечислить все сферы деятельности человека, где на сегодняшний день используются нанотехнологии, невозможно из-за весьма внушительного перечня. Так, при помощи данной области науки производятся:

Устройства, предназначенные для сверхплотной записи любой информации;- различная видеотехника;- сенсоры, полупроводниковые транзисторы;- информационные, вычислительные и информационные технологии;- наноимпринтинг и нанолитография;- устройства, предназначенные для хранения энергии, и топливные элементы;- оборонные, космические и авиационные приложения;- биоинструментарий.

На такую научную область, как нанотехнологии, в России, США, Японии и ряде европейских государств с каждым годом выделяется все больше финансирования. Это связано с обширными перспективами развития данной сферы исследований.

Нанотехнологии в России развиваются согласно целевой Федеральной программе, которая предусматривает не только большие финансовые затраты, но и проведение большого объема конструкторских и научно-исследовательских работ. Для реализации поставленных задач происходит объединение усилий различных научно-технологических комплексов на уровне национальных и транснациональных корпораций.

Интересные факты

Аноним

Поиск по сайту

Почему у комнатного гибискуса опадают бутоны