naidheachdan

Tha cha mhòr a h-uile rud a choinnicheas sinn anns an t-saoghal ùr-nodha gu ìre an urra ri electronics.Bho fhuair sinn a-mach an toiseach mar a chleachdas sinn dealan gus obair meacanaigeach a ghineadh, tha sinn air innealan mòra is beaga a chruthachadh gus ar beatha adhartachadh gu teicnigeach. tha sinn a’ leasachadh air a dhèanamh suas de dìreach beagan phàirtean sìmplidh air am fuaigheal ri chèile ann an diofar rèiteachaidhean. Gu dearbh, airson còrr air ceud bliadhna, tha sinn air a bhith an urra ri:
Tha ar n-ar-a-mach electronics ùr-nodha an urra ris na ceithir seòrsaichean de phàirtean seo, a bharrachd - nas fhaide air adhart - transistors, gus cha mhòr a h-uile dad a bhios sinn a’ cleachdadh an-diugh a thoirt thugainn. nas lugha de chumhachd, agus a 'ceangal ar n-innealan ri chèile, bidh sinn gu luath a' tighinn tarsainn air na crìochan clasaigeach sin.Technology.
1.) Leasachadh graphene.Of a h-uile stuthan a gheibhear ann an nàdar no a chruthachadh ann an obair-lann, daoimean a-nis nach eil an stuth as cruaidhe.There tha sia nas cruaidhe, as cruaidhe a bhith graphene.In 2004, graphene, an atom-tiugh duilleag de charbon glaiste ri chèile ann am pàtran criostail sia-thaobhach, gun fhiosta anns an obair-lann. Dìreach sia bliadhna às deidh an adhartas seo, fhuair an luchd-lorg Andrei Heim agus Kostya Novoselov Duais Nobel ann am Fiosaigs. cuideam corporra, ceimigeach agus teirmeach, ach gu dearbh tha e na dheagh lann de dadaman.
Tha feartan giùlain inntinneach aig Graphene cuideachd, a 'ciallachadh ma dh' fhaodadh innealan dealanach, a 'gabhail a-steach transistors, a bhith air an dèanamh bho graphene an àite silicon, dh' fhaodadh iad a bhith nas lugha agus nas luaithe na rud sam bith a th 'againn an-diugh. A bharrachd air an sin, tha graphene timcheall air 98% follaiseach gu solas, a tha a’ ciallachadh gu bheil e rèabhlaideach airson scrionaichean suathaidh follaiseach, panalan solas-sgaoilidh agus eadhon ceallan grèine. air ais, “is dòcha gu bheil sinn faisg air mion-sgrùdadh eile de electronics a bheir air coimpiutairean a bhith nas èifeachdaiche san àm ri teachd.”
2.) Surface mount resistors.Is e seo an teicneòlas “ùr” as sine agus is dòcha gu bheil e eòlach air neach sam bith a tha air coimpiutair no fòn cealla a sgaradh. Tha resistor mount uachdar na nì ceart-cheàrnach beag bìodach, mar as trice air a dhèanamh le ceirmeag, le oirean giùlain air gach cuid Tha leasachadh crèadhadaireachd, a tha a' cur an aghaidh sruth an t-sruth gun a bhith a' sgapadh mòran cumhachd no teas, air a dhèanamh comasach resistors a chruthachadh a tha nas fheàrr na na seann resistors traidiseanta a chaidh a chleachdadh roimhe: resistors luaidhe axial.
Tha na feartan sin ga dhèanamh air leth freagarrach airson a chleachdadh ann an electronics an latha an-diugh, gu sònraichte innealan cumhachd ìosal agus gluasadach. an cumhachd as urrainn dhut a chur a-steach dhaibh taobh a-staigh nan aon chuingealachaidhean meud.
3.) Supercapacitors.Capacitors tha aon de na as sine eileagtronaigeach technology.They stèidhichte air sìmplidh setup anns a bheil dà conductive uachdar (truinnsearan, siolandairean, spherical sligean, msaa) air an sgaradh bho chèile le astar beag, agus an dà bidh e comasach do uachdar cosgaisean co-ionann agus mu choinneamh a chumail suas. spreadhadh luath de lùth a chaidh a leigeil ma sgaoil, agus electronics piezoelectric, far am bi atharrachaidhean ann an cuideam inneal a’ gineadh comharran dealain.
Gu dearbh, chan e a-mhàin gu bheil e dùbhlanach ach gu bunaiteach a bhith a’ dèanamh ioma-phlàta air an sgaradh le astaran beaga air sgèile glè bheag. Faodar na h-innealan beaga seo a ghearradh agus a leigeil ma sgaoil iomadh uair mus caith iad a-mach;cosgais agus sgaoileadh nas luaithe;agus a 'stòradh 100 uair an lùth gach aonad tomhas-lìonaidh nas sine capacitors.They teicneòlas a tha ag atharrachadh geama nuair a thig e gu miniaturizing eileagtronaigeach.
4.) Super inductors.Mar am fear mu dheireadh de na “Tri Mòr,” is e an superinductor an cluicheadair as ùire a thàinig a-mach gu 2018. Is e coil a th’ ann an inductor gu bunaiteach le sruth air a chleachdadh le cridhe magnetizable. achadh, a tha a’ ciallachadh ma dh’ fheuchas tu ri sruth a leigeil troimhe, seasaidh e airson greis, an uairsin leigidh e leis an t-sruth sruthadh troimhe gu saor, agus mu dheireadh cuir an aghaidh atharrachaidhean a-rithist nuair a thionndaidheas tu an sruth dheth. Còmhla ri resistors agus capacitors, is iadsan an trì eileamaidean bunaiteach anns a h-uile cuairt. Ach a-rithist, tha cuingealachadh air cho beag sa gheibh iad.
Is e an duilgheadas a th 'ann gu bheil an luach inductance an crochadh air farsaingeachd uachdar an inductor, a tha na mharbhadh bruadar a thaobh miniaturization. Dìreach mar a dh’ fheumas seangan ann an loidhne “bruidhinn” ri chèile gus an astar aca atharrachadh, feumaidh na gràineanan sin a tha a’ giùlan sruthan, mar eleactronan, feachd a chuir air a chèile gus a luathachadh. no slaod sìos.
5.) Cuir graphene ann an inneal sam bith.A-nis leig dhuinn stoc a ghabhail.Tha graphene againn.Tha dreachan “super” againn de resistors, capacitors agus inductors - miniaturized, làidir, earbsach agus èifeachdach.An cnap-starra mu dheireadh anns an tionndadh ultra-miniaturization ann an electronics , co-dhiù ann an teòiridh, an comas inneal sam bith (air a dhèanamh de cha mhòr stuth sam bith) a thionndadh gu inneal dealanach. Gus seo a dhèanamh comasach, chan eil againn ach an comas electronics stèidhichte air graphene fhighe a-steach do sheòrsa sam bith de stuth a tha sinn ag iarraidh, Tha an fhìrinn gu bheil fluidity, sùbailteachd, neart agus giùlan math aig graphene, fhad ‘s a tha e gun chron do dhaoine, ga dhèanamh air leth freagarrach airson an adhbhair seo.
Anns na beagan bhliadhnaichean a dh ’fhalbh, chaidh innealan graphene agus graphene a dhèanamh ann an dòigh nach deach a choileanadh ach tro dòrlach de phròiseasan a tha iad fhèin gu ìre mhath teann. tasgadh.Ach, chan eil ann ach beagan substrates air am faodar graphene a thasgadh san dòigh seo. Faodaidh tu graphene oxide a lughdachadh gu ceimigeach, ach ma nì thu, thig thu gu crìch le graphene de dhroch chàileachd. Faodaidh tu cuideachd graphene a thoirt a-mach le exfoliation meacanaigeach. , ach cha leig seo leat smachd a chumail air meud no tiugh an graphene a nì thu.
Seo far a bheil adhartasan ann an graphene air a ghràbhaladh le laser a’ tighinn a-steach.Tha dà phrìomh dhòigh air seo a choileanadh.Is e aon tòiseachadh le graphene oxide.Same mar a bha roimhe: bidh thu a’ gabhail grafait agus ga oxidachadh, ach an àite a bhith ga lughdachadh gu ceimigeach, bidh thu ga lughdachadh le laser.Unlike graphene oxide air a lughdachadh gu ceimigeach, is e toradh àrd-inbhe a th ’ann a dh’ fhaodar a chleachdadh ann an supercapacitors, cuairtean dealanach, agus cairtean cuimhne, am measg feadhainn eile.
Faodaidh tu cuideachd polyimide, plastaig àrd-teòthachd, agus pàtran graphene a chleachdadh gu dìreach le laser.The leusair a’ briseadh bannan ceimigeach anns an lìonra polyimide, agus bidh na dadaman gualain ag ath-eagrachadh gu teirmeach iad fhèin gus a bhith a’ cruthachadh tana, àrd-inbhe graphene sheets.Polyimide air sealltainn tunna de thagraidhean a dh’ fhaodadh a bhith ann, oir mas urrainn dhut cuairtean graphene a ghràbhaladh air, faodaidh tu gu bunaiteach cruth polyimide sam bith a thionndadh gu electronics so-ruigsinneach. Nam measg, gus beagan ainmeachadh, tha:
Ach is dòcha an rud as inntinniche - leis mar a nochd, àrdachadh, agus uile-làthaireach lorgan ùra de graphene air a ghràbhaladh le laser - air fàire na tha comasach an-dràsta. Le graphene air a ghràbhaladh le laser, faodaidh tu lùth a bhuain agus a stòradh: inneal smachd lùth Is e aon de na h-eisimpleirean as egregious de theicneòlas a tha a’ fàilligeadh air adhart bataraidhean.Today, cha mhòr nach bi sinn a’ cleachdadh ceimigeachd cealla tioram gus lùth dealain a stòradh, teicneòlas bho chionn linntean. sùbailte electrochemical capacitors, air an cruthachadh.
Le graphene air a ghràbhaladh le laser, chan e a-mhàin gun urrainn dhuinn an dòigh sa bheil sinn a’ stòradh lùth a chruth-atharrachadh, ach is urrainn dhuinn cuideachd innealan caitheamh a chruthachadh a thionndaidheas lùth meacanaigeach gu dealan: nanogenerators triboelectric.Is urrainn dhuinn photovoltaic organach iongantach a chruthachadh aig a bheil comas cruth-atharrachadh a dhèanamh air lùth na grèine. dh'fhaodadh cuideachd ceallan sùbailte bith-chonnaidh a dhèanamh;tha na comasan fìor mhòr. Air crìochan a bhith a' cruinneachadh agus a' stòradh lùth, tha ar-a-mach uile anns a' gheàrr-ùine.
A bharrachd air an sin, bu chòir graphene air a ghràbhaladh le laser a bhith a’ toirt a-steach àm de luchd-mothachaidh nach fhacas a-riamh. ). dìreach a’ ceangal bad sgrùdaidh shoidhnichean deatamach a bheir fios dhuinn sa bhad mu atharrachaidhean draghail sam bith nar cuirp.
Dh'fhaodadh an loidhne smaoineachaidh seo cuideachd raon gu tur ùr fhosgladh: biosensors stèidhichte air teicneòlas graphene air a ghràbhaladh le laser. Tha comas mòr aig graphene air a ghràbhaladh le laser cuideachd ma tha thu airson bioreceptor fuadain a chruthachadh as urrainn cuimseachadh air moileciuilean sònraichte, dealbhadh diofar biosensors so-ruigsinneach, no eadhon cuideachadh le bhith a’ comasachadh diofar thagraidhean telemedicine.
Cha b' ann gu 2004 a chaidh dòigh air duilleagan graphene a dhèanamh, co-dhiù a dh'aona ghnothaich, a leasachadh an toiseach. An coimeas ris a h-uile dòigh a th’ ann mu thràth airson a bhith a’ dèanamh agus a’ dèanamh innealan stèidhichte air graphene, tha graphene air a ghràbhaladh le laser a’ comasachadh pàtrain graphene sìmplidh, mòr-riochdaichte, àrd-inbhe agus saor ann an grunn thagraidhean a’ toirt a-steach atharrachadh electronics craiceann.
Ann an ùine nach bi fada, tha e reusanta a bhith an dùil ri adhartasan ann an roinn lùtha, a’ gabhail a-steach smachd lùtha, buain lùtha, agus stòradh lùtha. Tha e coltach gun tig ar-a-mach bho wearables, a’ toirt a-steach innealan airson tagraidhean telemedicine diagnostic.Gus a bhith cinnteach, tha mòran dhùbhlain is chnapan-starra ann fhathast.Ach tha feum air leasachaidhean mean air mhean seach rèabhlaideach. tha electronics ultra-bheag nas motha na bha e a-riamh. Leis na h-adhartasan as ùire ann an teicneòlas graphene, tha an àm ri teachd mar-thà an seo ann an iomadh dòigh.