Language
Country/Area
No result found
Удивительный сдвиг в технологии отшелушивания: почему 2004 год ознаменовал начало графеновой революции?
Технология эксфолиации — древний, но многообещающий научный процесс, позволяющий разделить слоистые материалы на наноматериалы с помощью механических, химических или термических процедур. Хотя история технологии зачистки насчитывает столетия, эта область была потрясающе новой в 2004 году с открытием ученых К. Новоселова и А. Гейма, которые с помощью скотча (скотча) успешно отделили графен. Это революционное достижение привлекло многих. внимание и исследования этой технологии во всем мире. Это исследование не только принесло двум ученым Нобелевскую премию по физике в 2010 году, но и сделало технологию эксфолиации одной из наиболее часто используемых сегодня технологий производства наноматериалов.
В настоящее время технология эксфолиации рассматривается как важная технология производства наноматериалов и может использоваться во многих областях, таких как электроника и биомедицина.
Процесс отшелушивания обычно включает в себя разрушение многослойного материала на отдельные слои материала путем разрыва слабых связей, обычно связей Ван-дер-Ваальса. Исследования последних лет показали, что если обеспечить достаточно энергии, можно разорвать даже более прочные связи, такие как металлические или ионные связи, и получить неван-дер-ваальсовые материалы, такие как нитрид гафния. Таким образом, технология отслаивания подчеркивает свою важность в области инновационных материалов, способствуя разработке высокопроизводительной электроники, высокоэффективных устройств хранения энергии, а также легких и прочных аэрокосмических материалов.
История технологии зачистки
Техники отшелушивания существуют уже много столетий, от керамики древнего Китая до гончарных техник цивилизации майя. Однако самые ранние научные исследования относятся к 1824 году, когда ученый Томас Х. Уэбб впервые применил технологию расслаивания для производства аммонита. Со временем исследования в этой области продолжали углубляться, особенно в 2004 году, когда работа Новоселова и Джима вывела технологию зачистки в совершенно новую эру. Таким образом они продемонстрировали потенциал графена, привлекая инвестиции и исследования в эту технологию со стороны мирового научного сообщества.
В 2004 году исследования Новоселова и Джима успешно продемонстрировали потенциал вскрышной технологии, превратив ее в важную производственную технологию.
Виды техник зачистки
Процесс отшелушивания в основном используется в слоистых структурах, где необходимо преодолеть слабые связи, чтобы разделить материал на отдельные слои. В зависимости от используемого источника энергии методы пилинга можно разделить на три категории: механический пилинг, химический пилинг и термический пилинг. Каждая из этих трех технологий имеет свои особенности, преимущества и недостатки.
Механический пилинг
Механическое отслаивание в основном основано на действии внешних сил, которые разрывают связь, создавая напряжение внутри материала. Во время этого процесса можно вводить растворители для облегчения удаления. Хотя этот метод обеспечивает более высокие выходы и более высокую чистоту, его результаты менее предсказуемы и часто требуют нескольких итераций для получения одного слоя материала. Однако это также один из самых ранних методов производства графена. Со временем его технология постоянно совершенствовалась и вышла на стадию коммерциализации.
Химический пилинг
Химическое отшелушивание включает в себя процесс химического расширения, в котором используются гостевые ионы или свободные электроны для увеличения расстояния между слоями, тем самым образуя новые связи. Эта технология позволяет производить материалы в больших масштабах и позволяет исследовать различные химические вещества, побуждая исследователей изучать различные методы производства.
Термический пилинг
Термический пилинг — это недавно разработанная технология, которая использует тепло в качестве источника энергии для облегчения процесса пилинга. Когда слоистые структуры подвергаются воздействию чрезвычайно высоких температур, образующиеся газы создают давление между слоями, противодействуя притяжению Ван-дер-Ваальса. Хотя этот метод обеспечивает более высокие выходы и более высокие скорости реакций, он по-прежнему имеет ограничения в контроле размера частиц.
Развитие технологии эксфолиации не только изменило производство наноматериалов, но и повлияло на применение соответствующих материалов, еще больше расширив их применение в технологии, медицине и промышленности. Такое разнообразие и адаптируемость сделали отшелушивание ключевой технологией в передовых исследованиях материалов и различных отраслях промышленности. Поскольку технологии продолжают развиваться, мы не можем не задаться вопросом: какие отрасли материаловедения изменятся в будущем из-за демонтажа технологий?
