A grafit egyedülálló képessége, hogy vezeti az elektromosságot, miközben elvezeti vagy elvezeti a hőt a kritikus alkatrészektől, nagyszerű anyaggá teszi elektronikai alkalmazásokhoz, beleértve a félvezetőket, az elektromos motorokat és még a modern akkumulátorok gyártását is.
A grafén az, amit a tudósok és mérnökök atomi szinten egyetlen grafitrétegnek neveznek, és ezeket a vékony grafénrétegeket feltekerik és nanocsövekben használják. Ez valószínűleg a lenyűgöző elektromos vezetőképességnek, valamint az anyag kivételes szilárdságának és merevségének köszönhető.
A mai szén nanocsövek hosszúság-átmérő aránya akár 132 000 000:1 is lehet, ami jelentősen nagyobb, mint bármely más anyagé. A nanotechnológiában való felhasználás mellett, ami még mindig meglehetősen új a félvezetők világában, meg kell jegyezni, hogy a legtöbb grafitgyártó évtizedek óta gyárt speciális grafitminőségeket a félvezetőipar számára.
2. Villanymotorok, generátorok és váltakozó áramú generátorok
A szén-grafit anyagot gyakran használják villanymotorokban, generátorokban és váltakozó áramú generátorokban szénkefék formájában. Ebben az esetben a „kefe” egy olyan eszköz, amely áramot vezet az álló vezetékek és a mozgó alkatrészek kombinációja között, és általában egy forgó tengelyben van elhelyezve.
3. Ionbeültetés
A grafitot ma már egyre gyakrabban használják az elektronikai iparban. Ionimplantációban, hőelemekben, elektromos kapcsolókban, kondenzátorokban, tranzisztorokban és akkumulátorokban is használják.
Az ionbeültetés egy mérnöki folyamat, amelynek során egy adott anyag ionjait elektromos térben felgyorsítják, majd egy másik anyagba ütköznek, egyfajta impregnálásként. Ez az egyik alapvető folyamat, amelyet a modern számítógépekhez használt mikrochipek gyártásánál használnak, és a grafitatomok jellemzően az egyik olyan atomtípus, amelyet ezekbe a szilícium alapú mikrochipekbe juttatnak.
A grafit egyedülálló szerepe mellett a mikrochipek gyártásában a grafit alapú innovációkat ma már a hagyományos kondenzátorok és tranzisztorok helyettesítésére is használják. Egyes kutatók szerint a grafén akár a szilícium teljes alternatívája is lehet. Százszor vékonyabb, mint a legkisebb szilícium tranzisztor, sokkal hatékonyabban vezeti az áramot, és egzotikus tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek nagyon hasznosak lehetnek a kvantum-számítástechnikában. A grafént modern kondenzátorokban is használják. Valójában a grafén szuperkondenzátorok állítólag 20-szor erősebbek, mint a hagyományos kondenzátorok (20 W/cm3 energiát szabadítanak fel), és akár háromszor erősebbek is lehetnek, mint a mai nagy teljesítményű lítium-ion akkumulátorok.
4. Elemek
Ami az akkumulátorokat (szárazelemes és lítium-ionos) illeti, a szén és a grafit anyagok itt is fontos szerepet játszottak. A hagyományos szárazelemek esetében (azok az elemek, amelyeket gyakran használunk rádióinkban, zseblámpáinkban, távirányítóinkban és óránkban) egy fémelektródát vagy grafitrudat (a katódot) egy nedves elektrolitpaszta vesz körül, és mindkettő egy fémhengerbe van tokozva.
A mai modern lítium-ion akkumulátorok is grafitot használnak anódként. A régebbi lítium-ion akkumulátorok hagyományos grafit anyagokat használtak, azonban most, hogy a grafén egyre könnyebben elérhető, grafénanódokat használnak helyette – főként két okból; 1. a grafénanódok jobban tartják az energiát, és 2. tízszer gyorsabb töltési időt ígérnek, mint egy hagyományos lítium-ion akkumulátor.
Az újratölthető lítium-ion akkumulátorok egyre népszerűbbek manapság. Gyakran használják őket háztartási gépekben, hordozható elektronikai eszközökben, laptopokban, okostelefonokban, hibrid elektromos autókban, katonai járművekben és repülőgépipari alkalmazásokban is.
Közzététel ideje: 2021. márc. 15.