head-bankroksingkhon
โรงเรียนบ้านโกรกสิงขร
head-bankroksingkhon
ยินดีต้อนรับเข้าสู่เว็บไซต์ โรงเรียนบ้านโกรกสิงขร
หน้าหลัก » นานาสาระ » วิทยาศาสตร์ อธิบายเกี่ยวกับการต่อสู้เพื่อตำแหน่งของสุดยอดสิ่งประดิษฐ์

วิทยาศาสตร์ อธิบายเกี่ยวกับการต่อสู้เพื่อตำแหน่งของสุดยอดสิ่งประดิษฐ์

อัพเดทวันที่ 3 มิถุนายน 2023

วิทยาศาสตร์ ตลอดประวัติศาสตร์ของการพัฒนามนุษย์เราพบความก้าวหน้ามากมายที่เกี่ยวข้องกับการค้นพบแหล่งพลังงานใหม่และวัสดุใหม่ โดยพื้นฐานแล้วเกือบร้อยปีผ่านไปตั้งแต่ปิโตรเลียมได้รับการกลั่น และใช้กันอย่างแพร่หลาย นั่นหมายความว่าถึงเวลาแล้วที่แหล่งพลังงานใหม่และวัสดุใหม่จะเข้ามาแทนที่

วัสดุที่เราจะแนะนำในวันนี้คือกราฟีน สิ่งนี้อาจนำไปสู่ยุคใหม่ เป็นที่ทราบกันดีว่าการต่อสู้เพื่อชิงสุดยอดวัสดุนี้เริ่มขึ้นเมื่อนานมาแล้ว และจีนก็คว้าโอกาสนี้ไว้ ขั้นแรก ขอแนะนำสั้นๆเกี่ยวกับกราฟีน เนื่องจากเป็นวัสดุใหม่ ค่อนข้างใหม่ และนักวิทยาศาสตร์เพิ่งค้นพบในปี 2547 ในเวลานั้น นักวิทยาศาสตร์ 2 คนจากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ในสหราชอาณาจักรได้ลอกเกล็ดที่ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนชั้นเดียวออก ในกระบวนการบดเกล็ดกราไฟต์อย่างต่อเนื่อง ปัจจุบันรู้จักกันในชื่อกราฟีน

นักวิทยาศาสตร์สองคนที่ค้นพบกราฟีน มากกว่าแค่การหั่นไม่ใช่เรื่องยากสำหรับใครหลายคน ในความเป็นจริง นักวิทยาศาสตร์พบวิธีอื่นในการทดลองในภายหลัง ในการเตรียมกราฟีนนี้ไม่ใช่เรื่องยาก แต่เหตุผลที่กราฟีนสามารถกลายเป็น มันแกว ทาง วิทยาศาสตร์ นั้นอยู่ในตัวมันเอง ไม่ใช่เรื่องเกินจริงที่จะกล่าวว่าวัสดุที่แยกออกจากกันไม่ได้มากที่สุดในโลก คือวัสดุคาร์บอน และคาร์บอนก็น่าทึ่งเช่นกัน ไม่เพียงแต่สามารถก่อตัวเป็นเพชรที่แข็งที่สุด แต่ยังเป็นกราไฟต์ที่อ่อนที่สุดด้วย

วิทยาศาสตร์

ธาตุคาร์บอนในกรณีนี้ นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษพบว่ากราฟีนก่อให้เกิดการเติบโตใหม่ เนื่องจากส่วนประกอบพื้นฐานของมันคือวงแหวนเบนซีน 6 ที่มีความเสถียรมากที่สุด ดังนั้นจึงเป็นวัสดุนาโนสองมิติในอุดมคติที่สุดในบรรดาวัสดุอินทรีย์อย่างไม่ต้องสงสัย โดยพื้นฐานแล้ว กราฟีนประกอบด้วยชั้นอะตอมของคาร์บอนที่หนาแน่น และเป็นวัสดุสองมิติที่บางที่สุดที่มนุษย์ค้นพบ โดยมีความหนา 0.3354 นาโนเมตร ดังนั้นกราฟีนจึงมีคุณสมบัติหลายอย่างที่แตกต่างจากวัสดุอื่นๆ

โครงสร้างทางเคมีของกราฟีน ตัวอย่างเช่น กราฟีนมีค่าการนำความร้อนสูงมาก ซึ่งเป็นสามเท่าของเพชร และความแข็งแกร่งของมันนั้นน่าทึ่งมาก แข็งแกร่งกว่าเหล็กถึง 100 เท่าอย่างง่ายดาย นอกจากนี้ยังมีความคล่องตัวของผู้ให้บริการ รอนี่เป็นหนึ่งในสิ่งที่ดีที่สุด ให้เราพูดถึงความแข็งแกร่งของกราฟีน โดยยกตัวอย่างการเคลื่อนที่ของพาหะ

ผลการวิจัยพบว่าแถบเวเลนซ์และการนำไฟฟ้าของกราฟีนทับซ้อนกันบางส่วนที่ระดับปฏิทรรศน์ของแฟร์มี และกราฟีนเป็นสารกึ่งตัวนำสองมิติที่มีช่องว่างพลังงานเป็นศูนย์ ในกรณีนี้ กราฟีนได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นวัสดุที่มีความต้านทานต่ำที่สุดเท่าที่เคยค้นพบมา กราฟการนำไฟฟ้าเป็นฟังก์ชันของเนื้อหากราฟีน คุณสมบัติเชิงกลและแสงเฉพาะจุดที่ยอดเยี่ยม ช่วยให้สามารถผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ และวัสดุประกอบที่ยืดหยุ่นได้พร้อมการใช้งานที่หลากหลาย

เนื่องจากกราไฟท์เองไม่ได้หายากและต้นทุนของการสไลซ์ก็ไม่สูงเกินไป กราฟีนจึงมีลักษณะของต้นทุนที่ต่ำ ความสามารถในการขึ้นรูปที่แข็งแกร่งและต้นทุนต่ำ ด้วยเหตุนี้ นักวิทยาศาสตร์บางคนจึงชี้ให้เห็นว่ากราฟีนจะเป็นผู้นำทิศทางการพัฒนาของยุคใหม่และนำมา ซึ่งการปฏิวัติทางเทคโนโลยีครั้งใหญ่ในด้านต่างๆ อย่างไรก็ตาม สมมติฐานคือนักวิทยาศาสตร์กำหนดเป้าหมายคุณสมบัติต่างๆของกราฟีน แล้วใช้วิธีการที่เกี่ยวข้องเพื่อให้มันทำงาน นี้จะให้คุณสมบัติใหม่

การประยุกต์ใช้กราฟีนที่เกี่ยวข้องกับการทำงาน ประการแรกคือการเกิดขึ้นของวัสดุคอมโพสิตพอลิเมอร์ที่มีกราฟีน ตัวอย่างเช่น นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า กราฟีนเป็นสารตัวเติมในอุดมคติเพื่อแทนที่ท่อนาโนคาร์บอน ปฏิกิริยาระหว่างการกระจายตัวและการเกิดพอลิเมอไรเซชันจะส่งผลต่อการเตรียมวัสดุคอมโพสิต

ในกรณีนี้ เราใช้เวลามากในการสำรวจวิธีการเตรียมการ โชคดีที่ผลสุดท้ายไม่ทำให้ผิดหวัง ความต้านทานแรงดึงของโพลีเมอร์ที่เจือด้วยกราฟีนเหล่านี้ได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ การปรากฏตัวของกราฟีนยังช่วยลดอัตราการสึกหรอในสภาวะคงตัวของคอมโพสิตลงได้เกือบ 75 เปอร์เซ็นต์

ตามข้อมูล Zhao et al. เตรียมวัสดุคอมโพสิตโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ ที่มีปริมาณกราฟีน 1.8 เปอร์เซ็นต์ โดยการผสมสารละลาย และศึกษาคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุ ความเป็นบวกเพิ่มขึ้น 150 เปอร์เซ็นต์ และโมดูลัสเพิ่มขึ้นประมาณ 10 เท่า แน่นอนว่านอกจากคอมโพสิตโพลีเมอร์ที่เจือด้วยกราฟีนแล้ว ยังมีคอมโพสิตโพลีเมอร์กราฟีนหลายชั้นอีกด้วย นาโนคอมโพสิตอนินทรีย์ที่มีกราฟีนเป็นหลัก เป็นต้น คุณสมบัติของคอมโพสิตเหล่านี้ ได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ

ประการที่สองคือ กราฟีนสามารถนำมาใช้ในด้านของวัสดุและอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับออปโตอิเล็กทรอนิกส์ได้ เนื่องจากคุณสมบัติทางโครงสร้างเป็นไปตามข้อกำหนดของวัสดุออปติคัลแบบไม่เชิงเส้น วัสดุกราฟีนสารพัดประโยชน์ เช่น การพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ กราฟีนไม่เพียงแต่ถูกพิจารณาว่าเป็นวัสดุ PET ที่มีศักยภาพสูงชนิดใหม่เท่านั้น แต่ยังถูกนำไปใช้โดยนักวิทยาศาสตร์เพื่อทำ กราฟีนริบบอน อีกด้วย

Dai et al. ได้เตรียมริบบิ้นกราฟีนที่ทำงานด้วยฟังก์ชัน PmPV ตัวแรกที่มีความกว้างน้อยกว่า 50 ถึง 10 นาโนเมตรในรูปทรงและโครงสร้างต่างๆพวกเขาพบว่าเมื่อความกว้างของกราฟีนนาโนริบบอนต่ำกว่า 10 นาโนเมตร จะแสดงคุณสมบัติของสารกึ่งตัวนำที่ชัดเจน ประการสุดท้าย เนื่องจากกราฟีนมีโครงสร้างเป็นชั้นอะตอมเดียว พื้นที่ผิวเฉพาะของมันจึงมีขนาดใหญ่มาก ซึ่งเหมาะเป็นอย่างยิ่งในการเป็นตัวขนส่งยา นักวิทยาศาสตร์หลายคนใช้คุณสมบัตินี้ในการรับน้ำหนักที่มากขึ้น สูงกว่ายาทั่วไปมาก

กล่าวโดยย่อ เนื่องจากกราฟีนมีผลโฟโตอิเล็กทริกที่ยอดเยี่ยม การนำความร้อน และคุณสมบัติเชิงกล การพัฒนาในอนาคตจึงค่อนข้างกว้าง หากมีการวิจัย อาจต้องใช้เวลา คว้าโอกาสของจีนในยุคกราฟีนที่กำลังจะมาถึงอย่างแน่นอน ภาพประกอบแผนผังของตัวพายาที่ใช้กราฟีน อย่างที่เราแนะนำกราฟีนในบทความที่แล้ว เรากล่าวว่าสิ่งนี้เป็นผลิตภัณฑ์ที่ปรากฏในศตวรรษนี้เท่านั้น บ้านเมืองเราจะล้าหลังไปตามกาลเวลา และการวิจัยเกี่ยวกับวัสดุกราฟีนในประเทศต่างๆ เรียกได้ว่าเป็นจุดเริ่มต้นเดียวกัน

ภายใต้สถานการณ์ดังกล่าว จีนทราบมานานแล้วว่าการต่อสู้เพื่อการพัฒนาวัสดุกราฟีนชั้นนำได้เริ่มขึ้นแล้ว ดังนั้นจีนจึงได้เตรียมการล่วงหน้ามากมายเพื่อพยายามคว้าโอกาสนี้ไว้ เมื่อรวมกับผลการวิจัยในปัจจุบันเราจะได้รับโอกาสนี้อย่างแน่นอน การสนับสนุนการพัฒนาอุตสาหกรรมกราฟีนเป็นตัวอย่าง ผู้คนจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆในภูมิภาคส่วนใหญ่ได้อุทิศตนเพื่อการวิจัยกราฟีนและประสบความสำเร็จอย่างมาก

ไดอะแกรมประเภทเทคโนโลยีแอปพลิเคชันกราฟีน การสำรวจสำมะโนทรัพยากรกราฟีนในประเทศจีนก็กำลังดำเนินการเช่นกัน หลังจากการสืบสวนเป็นเวลาหลายปี จำนวนทรัพยากรกราฟีนที่ค้นพบมีจำนวนมาก ซึ่งคิดเป็นมากกว่า 50 เปอร์เซ็นต์ ของการค้นพบทั่วโลกทั้งหมด การวิจัยและพัฒนาวัสดุไม่ใช่ปัญหา เมื่อคำนึงถึงสิ่งนี้ เขตข้อมูลการวิจัยกราฟีนในจีนจึงประสบผลสำเร็จ จำนวนคำขอรับสิทธิบัตรเป็นอันดับหนึ่งของโลก

และเมื่อพิจารณาถึงส่วนแบ่งการตลาดของอุตสาหกรรมกราฟีน ก็เป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจเช่นกัน การเปรียบเทียบระหว่างปี 2017 และ 2018 เพียงปีเดียวเพิ่มขึ้นมากกว่า 50 เปอร์เซ็นต์ แผนภาพการเปลี่ยนแปลงจำนวนสิทธิบัตรกราฟีนที่ยอมรับในประเทศของเรา จะเห็นได้ว่าเราได้เตรียมการมาพอสมควรสำหรับยุคกราฟีนที่กำลังจะมาถึง ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะบรรลุผลดังกล่าวในระยะเวลากว่าสิบปี

แต่ควรสังเกตว่า ด้วยการพัฒนาที่เฟื่องฟูของอุตสาหกรรมกราฟีนของจีน ยังมีคนจำนวนมากที่ไม่มองโลกในแง่ดีและคิดว่ามันเป็นการหลอกลวงตั้งแต่ต้นจนจบ จากสถานการณ์ปัจจุบัน กราฟีนไม่ได้ให้อะไรที่ชัดเจนแก่เรา แต่นั่นไม่ได้หมายความว่ากราฟีนจะไร้ค่าเมื่อเทคโนโลยีเติบโตเต็มที่และมีการพัฒนาผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์มากขึ้น คุณค่าของกราฟีนนั้นชัดเจน อย่างชัดเจน เพื่อให้บรรลุผลลัพธ์เหล่านี้ ความพยายามแต่เนิ่นๆเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้

ตารางเปรียบเทียบโครงสร้างผลิตภัณฑ์กราฟีนทั่วโลก ดังนั้นคุณอาจไม่รีบแจ้งข่าวร้าย และรออย่างเงียบๆในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า เรามาดูกันว่าการวิจัยกราฟีนจะไปได้ไกลแค่ไหน มันให้ความสะดวกแก่เราอย่างไร เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่า นอกเหนือจากความสนใจแต่เนิ่นๆของจีนต่อศักยภาพการพัฒนาขนาดใหญ่ของกราฟีนแล้ว สหรัฐฯ ญี่ปุ่น และเกาหลีใต้ และประเทศอื่นๆได้แนะนำนโยบายเกี่ยวกับกราฟีน

ดูสหรัฐอเมริกาเป็นตัวอย่าง มูลนิธิวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติของจีนได้ให้ทุนสนับสนุนโครงการที่เกี่ยวข้องกับกราฟีนเกือบ 200 โครงการในช่วงห้าปีตั้งแต่ปี 2549 ถึง 2554 และสำนักงานโครงการวิจัยขั้นสูงกลาโหมได้ลงทุนประมาณ 22 ล้านดอลลาร์ในการพัฒนาและวิจัยกราฟีนตั้งแต่ปี 2551 กราฟีนเป็นวัสดุใหม่ที่มีศักยภาพสูง

กล่าวโดยย่อ เมื่อพิจารณาถึงความสำคัญของกราฟีนในประเทศต่างๆ ในยุควิกฤตนี้เมื่อพลังงานใหม่ และวัสดุใหม่เป็นตัวกำหนดสถานะในอนาคต สิ่งที่ถูกโฆษณาว่าเป็นลูกกวาด นั้นไม่ใช่โฆษณาเกินจริง ใครก็ตามที่พัฒนาวัสดุใหม่ที่มีศักยภาพก่อนจะมีความได้เปรียบในการแข่งขันมากขึ้น

บทความที่น่าสนใจ : พยาธิหนอนหัวใจ อธิบายเกี่ยวกับโรคทั่วไปที่พบได้ส่วนใหญ่ในสุนัขวัยที่โต

นานาสาระ ล่าสุด
โรงเรียนบ้านโกรกสิงขร
โรงเรียนบ้านโกรกสิงขร
โรงเรียนบ้านโกรกสิงขร
โรงเรียนบ้านโกรกสิงขร