Bir qələm ləkəsində kəşf edilən qrafen velosiped sənayesini dəyişdirən yeni super material ola bilərmi?
Üzində qrafen sadə materialdır. Bu, 0,3 nanometr qalınlığında karbon atomlarının tək təbəqəsidir - bu jurnalın kağızından milyon dəfə nazikdir. Bununla belə, poladdan 150 dəfə güclü və 20% daha elastikdir. O, elektrik cərəyanını mis və ya qızıldan daha yaxşı keçir, saniyədə bir milyon metr sürətlə. İstiliyi tez buraxır. O, həm şəffafdır, həm də tamamilə keçirməzdir və 21-ci əsrdə karbon lifinin 20-ci ildə və poladın 19-cu əsrdə etdiyi təsirə malik olmalıdır. Təəccüblü deyil ki, 2003-cü ildə onu kəşf edən Mançester Universitetinin iki materialşünası, Andre Geim və Konstantin Novoselov, Nobel Mükafatına və cəngavər rütbəsinə sürətlə nail oldular. Bəs bunun velosipedlərlə nə əlaqəsi var?
Graphene-i ilk tətbiq edənlər
Tərkibində qrafen olan ilk velosiped məhsulları bazara çıxmağa başlayır. Vittoria ən son karbon Qurano disklərində qrafendən istifadə edir (bax s. 20) və Catlike də onu çeşidli Mixino dəbilqəsində istifadə edir. Craddock Cycles şirkətindən xüsusi karbon çərçivə qurucusu Richard Craddock deyir: Hazırda qrafenlə bağlı çox həyəcan var, lakin bunlar yalnız ilk addımlardır. Hər yeni material kimi, onun tam potensialı hələ məlum deyil, lakin çox güman ki, maksimum fayda karbonun əvəzi kimi deyil, təkmilləşdirmədir. Sübut olunanda istifadə edərdim.'
Mançester Universitetinin Milli Qrafen İnstitutunun tədqiqatçısı Paul Wiper deyir ki, “Qrafen kompozitin mexaniki xassələrini yaxşılaşdıra bilər, çünki o, epoksi qatran matrisinə əlavə olunduqda gərginliyi bölüşə və onu daha sərt edə bilər. Baxmayaraq ki, balansı düzgün əldə etməlisiniz. Bir çox qrafen, deyək ki, matrisin 10 və ya 20%-i, onu həqiqətən sərt edər, həm də kövrək olardı.'
Onun həmkarları hazırda aerokosmik üçün kompozit çərçivələrdə qrafenin istifadəsini təkmilləşdirir və İspan avtomobil istehsalçısı Spania artıq onu GTA superkar şassisinə daxil edir. Beləliklə, növbəti velosiped çərçivələri ola bilərmi? "Velosiped çərçivələrində istifadə edilməməsinin heç bir səbəbi yoxdur və əminəm ki, kimsə onsuz da onların üzərində işləyir", - Wiper proqnozlaşdırır. Vittoria qrafenə o qədər inanır ki, pulunu ağzının olduğu yerə qoyur. Vittoria prezidenti Rudie Campagne deyir: "Beş il əvvəl Avropanın ilk qrafen fabriklərindən biri olan Directa Plus-ın qurucusu ilə nahar etdim və məhsullarımızda qrafendən istifadə etmək ideyası ilə gəldim". ‘Sonra biz qabaqcıl olmaq üçün onlara sərmayə qoymağa qərar verdik.’
Vittoria iddia edir ki, yeni Qurano karbon təkərlərində qrafen istifadə edərək dişli deşik gücünü və halqanın yanal sərtliyini 30%-ə qədər artırıb. Amma hər şeydən əvvəl, Campagne həvəsləndirir: "Qrafenin təkmilləşdirilmiş istilik yayılması, [əyləc altında] halqanın yığılmış temperaturunu azaldır və onu karbon lifinin parçalanmağa başlayacağı həddən xeyli aşağı saxlayır.'
Karbona qrafen əlavə etmək qəhvəyə şəkər əlavə etmək qədər sadə deyil. Directa Plus, Vittoria'ya cəmi üç-yeddi atom qalınlığında olan "nano-trombositlər" kimi qrafen verir. Campagne deyir: “Böyük problem prepreg karbon təbəqələri üçün epoksi qatranının əsas partiyasında qrafenin mükəmmələ yaxın dispersiyasına nail olmaq idi”.
İlham dilimi
“İnsanlar onilliklər boyu qrafenin qrafit, kömür və almaz kimi karbon materiallarının allotroplarında mövcud olduğunu fərz edirdilər, lakin heç kim onun tək iki ölçülü təbəqə kimi necə düzəldiləcəyini bilmirdi,” Wiper deyir. Geim və Novoselov ilhamlanmış bir anda çoxlu üst-üstə yığılmış qrafenin təbəqələrindən ibarət olan kristal qrafit ləkəsi ilə başladılar və yapışqan lentdən istifadə edərək qrafitin bir hissəsini götürdülər. Maraqlı olaraq, onlar bunu təkrar-təkrar etdilər, nəhayət, bir təbəqəni - təmiz qrafeni təcrid edənə qədər. Sonra sınaqdan keçirdilər.
“Adətən materialları daha incə və incə etdikdə onların xassələri pisləşir,” Geim özü deyir. “Lakin qrafenlə işlərin daha yaxşı olduğunu gördük.”
Dünyadakı laboratoriyalar indi müxtəlif təmizliklər, müxtəlif nümunə ölçüləri və partiya miqdarları ilə bir çox üsullarla qrafen istehsal edirlər. Məsələn, Catlike deyir ki, o, əvvəlki modellərdən 10 q yüngül olan Mixino dəbilqələrinin gücünü qorumaq üçün nano liflərdən istifadə edir. Digərləri ondan nano lentlər şəklində istifadə edirlər və Samsung və Sony davamlı təbəqələr hazırlamaq yollarını icad etdiklərini iddia edirlər. Təəccüblü olan odur ki, o, çox bahalı deyil. Bir kilo nano-trombosit £150-dən aşağı qiymətə ala bilərsiniz. Materialın daha çox versiyası yaradıldıqca, marketinq materialında "qrafen" sözünün istifadəsi istehlakçılarda çaşqınlıq yaradacağı şübhəsizdir. "Qrafenlə gücləndirilmiş" olduğunu iddia edən bir məhsulun həqiqətən sub-mikroskopik materialı ehtiva edib-etmədiyini və ya hər hansı bir faydası olub olmadığını müəyyən etmək çətin olacaq. Bu, vicdansızların istifadə edə biləcəyi boşluqdur.
'Laboratoriya materialın iddia edildiyi kimi işlədiyini yoxlamaq üçün sınaqdan keçirə bilər, ancaq qrafenin mövcud olduğundan əmin olmaq üçün kimyəvi sınaqdan keçməli olacaqsınız, Wiper deyir. Və qrafen karbonun əksər formalarında, hətta kömür tozunda mövcud olduğundan, bu, Ticarət Təsviri Aktı cəhənnəm ola bilər. Lakin sağ əllərdə onun velosiped sənayesi üçün vədləri böyükdür. Qrafen üçün potensial istifadələrə jantlar, zəncirlər və dirəklər kimi açıq hissələrdə korroziyanın qarşısının alınması daxildir və ya karbon komponentlərinə daxil edilərsə, qrafen nano-lifləri elektrik cərəyanını keçirə və ya hətta məlumat ötürə bilər. Bu, elektron keçid və velosiped kompüterləri üçün kabelləri azaldar. Alternativ olaraq, o, nano-liflərinin mürəkkəbliyi azaldacağı və elektrik sayğaclarının qiymətini aşağı salacağı karbon qovşaqlarında, kranklarda, pedallarda, zəncirlərdə və ya ayaqqabı altlarında gərginlikölçənlər yarada bilər.
Nano-almazlar artıq qrafenlə örtülmüşdür ki, super sürtkü yağları yaratmaq üçün rulmanlardakı demək olar ki, bütün sürtünmələri aradan qaldıra bilər və gələn il kimi super parlaq, qrafenlə gücləndirilmiş LED-lər vəd edilir. Qrafen superkondensatoru potensial olaraq hər hansı mövcud batareyalardan daha çox enerji saxlaya bilər, buna görə də əhəmiyyətli dərəcədə daha yüngül elektron keçid komponentləri də mümkün olacaqdır. Üstəlik, polipropilen liflərə qrafen elektrodlarının yerləşdirilməsi sınaqları da davam edir, buna görə də gələcəkdə geyim geyimlərinə daxil olmaq üçün bəzi potensial var. Bu, bu mərhələdə fərziyyədir, lakin elə bir məqam ola bilər ki, köynək və şortunuz ürək döyüntüsünüzü, qan təzyiqinizi, temperaturunuzu, tərləmə sürətinizi və hətta fərdi əzələlərin fəaliyyətini hiss edərək ağıllı olur. Deyəsən, onun istifadəsi və faydaları məhduddur.
“Qrafen açıq-aydın o qədər yenidir ki, onun tətbiqləri yenicə öyrənilməyə başlayır,” Campagne deyir. “Mövcud məhsulların və ya yeni tətbiqlərin və təkmilləşdirmələrin böyük yeni təkmilləşdirmələri ilə tanış olmaq üçün uzun illər fundamental və tətbiqi araşdırma tələb olunacaq. Səyahət yeni başlayır.'
