Grafen jest najważniejszą materią zwiększającą wytrzymałość każdego materiału. W tym artykule szczegółowo omówimy przewodnictwo elektryczne grafenu.
Grafen przewodzi elektryczność, ponieważ posiada swobodne elektrony, które poruszają się wzdłuż jego struktury. Dwuwymiarowa heksagonalna struktura węgla umożliwia swobodną mobilizację elektronów w materii grafenu. The Strumień elektryczny łatwo przepuszcza się przez grafen, dzięki czemu jest dobrym przewodnikiem elektryczności.
Omówimy dalej przewodność elektryczną grafenu, różne zastosowania grafenu jako przewodnika elektrycznego, czy jest on nadprzewodnikiem i czy jego tlenki mogą przewodzić prąd. Zastanowimy się również, dlaczego grafen nie jest używany w przewodach elektrycznych, poza tym, że jest dobrym przewodnikiem.
Jak grafen przewodzi prąd?
Przewodność elektryczna elektronów wynika głównie z wolnych elektronów dostępnych w atomach. Porozmawiajmy o tym, jak grafen może przewodzić prąd.
Grafen przewodzi elektryczność dzięki dryfowi elektronów zdolnych do przenoszenia prądu elektrycznego i przepuszczania strumienia elektrycznego przez materię. Wzór chemiczny grafenu to C6H12O2, a każdy atom węgla ma a wiązanie kowalencyjne z trzema węglem i ma wolne elektrony z powodu czwartego związanego węgla.
Dlaczego grafen jest dobrym przewodnikiem elektryczności?
Dobry przewodnik prądu umożliwia przepływ przez niego strumienia elektrycznego. Omówmy pokrótce przyczynę dobrej przewodności grafenu.
Grafen jest dobrym przewodnikiem elektryczności, ponieważ ma luźno związaną parę węgla, która umożliwia ruchliwość elektronów, generując przepływ prądu elektrycznego. Cząsteczki węgla w grafenie nakładają się na wytwarzanie wiązań obligacje pi które dają wolne elektrony w całej strukturze, czyniąc ją przewodzącą.
Przewodność elektryczna grafenu
Gęstość elektronowa w jego objętości określa przewodność elektryczną grafenu. Porozmawiajmy szczegółowo o przewodności elektrycznej grafenu.
Połączenia przewodnictwo elektryczne grafenu to 80 × 106 S/m ze względu na dużą ruchliwość elektronów w swojej heksagonalnej strukturze atomów węgla połączonych wspólnymi wiązaniami pi. Przewodność elektryczna grafenu jest odwrotnie proporcjonalna do jego oporność przepływu prądu. Jest to bezpośrednio zależne od ruchliwość elektronów w tej sprawie.
Zastosowania grafenu jako przewodnika
Grafen, który jest dobrym przewodnikiem elektryczności, jest wykorzystywany do różnych celów. Omówmy niektóre zastosowania grafenu jako przewodnika elektrycznego.
- Grafen jest używany w smartfonach i komputerach PC do utrzymywania układów scalonych w niskich temperaturach.
- Grafen jest stosowany w ogniwach słonecznych, ekranach dotykowych, włóknach gumowych i polimerowych.
- Grafen jest używany do produkcji tranzystorów, diod i akumulatorów litowo-jonowych.
- Grafen jest stosowany w czujnikach naprężenia, gazu i temperatury ze względu na jego właściwości chemiczne i termiczne.
Czy grafen jest nadprzewodnikiem?
Nadprzewodniki to takie, które mają wysoką przewodność i zerową rezystancję. Omówmy krótko, czy grafen jest nadprzewodnikiem, czy nie.
Grafen to nadprzewodnik jak zwinność elektronów, a koncentracja w ich materii jest wysoka. Osiąga się to tylko wtedy, gdy dwie warstwy grafenu, dwuwymiarowej struktury, są umieszczone razem pod pewnym kątem, aby elektrony w każdej warstwie mogły przewodzić prąd elektryczny.
Czy grafen jest bardziej przewodzący niż miedź?
Przewodność każdego elementu zależy od całkowitej ilości przepływającego przez niego strumienia elektrycznego. Omówmy porównawczo przewodnictwo miedzi i grafenu.
Przewodność grafenu jest wyższa niż miedzi. Przewodność elektryczna miedzi wynosi 59.8 × 106 S/m czyli o 70% mniej niż przewodność grafenu. Miedź ma pojedynczy elektron walencyjny, podczas gdy elektrony z wiązaniem pi grafenu mogą się swobodnie poruszać i zwiększać przewodność grafenu.
Dlaczego grafen nie jest używany w przewodach?
Pomimo tego, że jest dobrym przewodnikiem o znacznie wyższej przewodności niż miedź, grafen nie jest stosowany w przewodzie elektrycznym. Poznajmy fakt, który za tym stoi.
Grafina nie jest stosowana w przewodach elektrycznych, ponieważ jest kosztowna i wymaga dużej konserwacji. Ponadto grafen może wchodzić w kontakt z tlenem w powietrzu i ulega utlenieniu, a tlenek grafenu nie jest przewodnikiem elektrycznym. Ponadto grafen jest magnetyczny i wykazuje atrakcyjne zachowanie w polu magnetycznym.
Czy grafen lepiej przewodzi prąd niż grafit?
Grafit to krystaliczna forma węgla złożona z ułożonych warstw. Zastanówmy się, czy grafen jest lepszym przewodnikiem niż grafit, czy nie.
Grafen przewodzi prąd lepiej niż grafit ponieważ zdelokalizował swobodne elektrony o dużej gęstości, które propagują się w przekroju grafenu. Grafit ma silne wiązanie węgiel-węgiel; w ten sposób ruchliwość elektronów z powodu silnego wiązania jest niemożliwa.
Czy tlenek grafenu przewodzi prąd?
Większość tlenków metali nie przewodzi elektryczności. Porozmawiajmy o tym, czy tlenek grafenu przewodzi elektryczność, czy nie.
Tlenek grafenu nie przewodzi elektryczności, ponieważ swobodne elektrony grafenu tworzą wiązania z atomami tlenu. Elektrony te wiążą się z dwoma atomami tlenu, tworząc tlenki, nie pozostawiając w ten sposób wolnego elektronu do przewodzenia elektryczności.
Czy grafen przewodzi ciepło?
Mówi się, że materia jest dobrym przewodnikiem ciepła, jeśli pozwala ciepłu przez nią przepływać. Zastanówmy się, czy grafen jest przewodnikiem ciepła, czy nie.
Grafen jest dobrym przewodnikiem ciepła, ponieważ umożliwia przechodzenie przez niego strumienia ciepła. Przewodność cieplna grafenu wynosi 5300 W/mK, czyli jest wyższa niż przewodność cieplna miedzi. Elektrony wspólne w wiązaniach pi przekazują ciepło przez obszar materii grafenowej.
Wnioski
Z tego artykułu możemy wywnioskować, że grafen jest dobrym przewodnikiem ciepła i elektryczności ze względu na obecność wolnych elektronów dzielonych podczas tworzenia wiązań pi. Tlenek grafenu nie jest dobrym przewodnikiem ciepła i elektryczności. Tworzy promieniowo wiązania z tlenem, dzięki czemu może być stosowany w przewodach elektrycznych.
Przeczytaj także:
- Obiektyw do fotografii produktowej
- Dlaczego kontrolowanie światła jest tak istotne w fotografii?
- Obiektyw do fotografii akcji
- Nachylenie wykresu czasu pozycji
- Obiektyw do fotografii czarno-białej
- Obiektyw do fotografii ulicznej
- Obiektyw do makrofotografii
- Czym jest podświetlenie w fotografii i jak można je twórczo wykorzystać
- Astrofotografia za pomocą teleskopów
- Obiektyw do fotografii abstrakcyjnej
Cześć, jestem Akshita Mapari. Zrobiłem mgr. w fizyce. Pracowałem przy projektach takich jak Modelowanie numeryczne wiatrów i fal podczas cyklonu, Fizyka zabawek i zmechanizowanych maszyn dreszczowych w parkach rozrywki w oparciu o mechanikę klasyczną. Ukończyłem kurs na Arduino i zrealizowałem kilka mini projektów na Arduino UNO. Zawsze lubię odkrywać nowe obszary w dziedzinie nauki. Osobiście uważam, że nauka jest bardziej entuzjastyczna, gdy uczy się ją kreatywnie. Poza tym lubię czytać, podróżować, brzdąkać na gitarze, identyfikować skały i warstwy, fotografować i grać w szachy.