إن قدرة الجرافيت الفريدة على توصيل الكهرباء أثناء تبديد الحرارة أو نقلها بعيدًا عن المكونات الأساسية تجعلها مادة رائعة لتطبيقات الإلكترونيات بما في ذلك أشباه الموصلات والمحركات الكهربائية وحتى إنتاج البطاريات الحديثة.
الجرافين هو ما يسميه العلماء والمهندسون طبقة واحدة من الجرافيت على المستوى الذري ، ويتم لف هذه الطبقات الرقيقة من الجرافين واستخدامها في الأنابيب النانوية.ويرجع ذلك على الأرجح إلى الموصلية الكهربائية الرائعة وقوة وصلابة المواد الاستثنائية.
يتم تصنيع الأنابيب النانوية الكربونية اليوم بنسبة طول إلى قطر تصل إلى 132.000.000: 1 ، وهي أكبر بكثير من أي مادة أخرى.إلى جانب استخدامها في تقنية النانو ، والتي لا تزال جديدة إلى حد ما في عالم أشباه الموصلات ، تجدر الإشارة إلى أن معظم مصنعي الجرافيت يصنعون درجات معينة من الجرافيت لصناعة أشباه الموصلات منذ عقود.
2. المحركات والمولدات والمولدات الكهربائية
تُستخدم مادة الجرافيت الكربوني بشكل متكرر أيضًا في المحركات الكهربائية والمولدات والمولدات على شكل فرش كربون.في هذه الحالة ، "الفرشاة" عبارة عن جهاز يقوم بتوصيل التيار بين الأسلاك الثابتة ومجموعة من الأجزاء المتحركة ، وعادةً ما يتم وضعه في عمود دوار.
3. زرع ايون
يتم استخدام الجرافيت الآن بتكرار أكبر في صناعة الإلكترونيات.يتم استخدامه في غرس الأيونات ، والمزدوجات الحرارية ، والمفاتيح الكهربائية ، والمكثفات ، والترانزستورات ، والبطاريات أيضًا.
غرس الأيونات هو عملية هندسية يتم فيها تسريع أيونات مادة معينة في مجال كهربائي وتتأثر بمادة أخرى ، كشكل من أشكال التشريب.إنها إحدى العمليات الأساسية المستخدمة في إنتاج الرقائق الدقيقة لأجهزة الكمبيوتر الحديثة ، وعادة ما تكون ذرات الجرافيت أحد أنواع الذرات التي يتم غرسها في هذه الرقائق الدقيقة القائمة على السيليكون.
إلى جانب الدور الفريد للجرافيت في إنتاج الرقائق الدقيقة ، يتم الآن استخدام الابتكارات القائمة على الجرافيت لاستبدال المكثفات التقليدية والترانزستورات أيضًا.وفقًا لبعض الباحثين ، قد يكون الجرافين بديلاً محتملاً للسيليكون تمامًا.إنه أرق 100 مرة من أصغر ترانزستور سيليكون ، ويوصل الكهرباء بكفاءة أكبر ، وله خصائص غريبة يمكن أن تكون مفيدة جدًا في الحوسبة الكمومية.كما تم استخدام الجرافين أيضًا في المكثفات الحديثة.في الواقع ، من المفترض أن تكون مكثفات الجرافين الفائقة أقوى 20 مرة من المكثفات التقليدية (تطلق 20 واط / سم 3) ، وقد تكون أقوى بثلاث مرات من بطاريات الليثيوم أيون عالية الطاقة الحالية.
4. البطاريات
عندما يتعلق الأمر بالبطاريات (الخلية الجافة والليثيوم أيون) ، فإن مواد الكربون والجرافيت كانت مفيدة هنا أيضًا.في حالة الخلية الجافة التقليدية (البطاريات التي نستخدمها غالبًا في أجهزة الراديو والمصابيح وأجهزة التحكم عن بُعد والساعات) ، يُحاط قطب كهربائي أو قضيب جرافيت (الكاثود) بمعجون إلكتروليت رطب ، وكلاهما مغلف داخل اسطوانة معدنية.
تستخدم بطاريات الليثيوم أيون الحديثة الجرافيت أيضًا - كأنود.تستخدم بطاريات الليثيوم أيون القديمة مواد الجرافيت التقليدية ، ولكن الآن بعد أن أصبح الجرافين متاحًا بسهولة أكبر ، يتم الآن استخدام أنودات الجرافين بدلاً من ذلك - في الغالب لسببين ؛1. تحافظ أنودات الجرافين على الطاقة بشكل أفضل و 2. تعد بوقت شحن أسرع بـ 10 مرات من بطارية الليثيوم أيون التقليدية.
أصبحت بطاريات الليثيوم أيون القابلة لإعادة الشحن أكثر شيوعًا هذه الأيام.تُستخدم الآن غالبًا في أجهزتنا المنزلية ، والإلكترونيات المحمولة ، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، والهواتف الذكية ، والسيارات الكهربائية الهجينة ، والمركبات العسكرية ، وفي تطبيقات الطيران أيضًا.
الوقت ما بعد: 15 مارس - 2021