Kohlenstoff ist ein einzigartiges Element im Periodensystem von Mendelejew. Es ist Bestandteil unzähliger anorganischer Verbindungen sowie Hauptbestandteil organischer Verbindungen. Kohlenstoff selbst kann verschiedene allotrope Formen bilden: Diamant, Graphit, Fulleren, Nanotube usw. Seine Exklusivität wird auch dadurch bestimmt, dass alle allotropen Formen unterschiedliche Eigenschaften haben. Am interessantesten ist Graphit, oder besser gesagt sein Bestandteil – eine Graphitschicht mit einer Dicke von einem Atom – Graphen.
Graphen vereint eine Reihe von Eigenschaften. Dadurch zieht er Tausende von Wissenschaftlern auf der ganzen Welt für die Forschung in verschiedenen Bereichen (Physik, Chemie, Biologie) an. Kein einziges Material auf der Erde, außer Graphen, kann sich einer gleichzeitigen Kombination aus hoher elektrischer Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Festigkeit, Flexibilität, Elastizität, chemischer Beständigkeit und hohem optischen Absorptionskoeffizienten rühmen. Es sollte jedoch immer daran erinnert werden, dass die aufgeführten Eigenschaften dem idealen einschichtigen Graphen inhärent sind. Wenn Graphen eine hervorragende Vergleichsform zugeschrieben wird und es „das Allerbeste“ ist, bedeutet dies, dass es auf der Welt kein Material mit der gleichen Dicke (d. h. ein Atom oder 3,35 Angström) mit vergleichbaren Eigenschaften gibt. Dies gilt auch für andere Eigenschaften dieses Materials. Bei der Durchführung bestimmter Experimente, die die Besonderheit der Eigenschaften bestätigen, lohnt es sich, die “Einzigartigkeit” von Graphen zu berücksichtigen und eine Anpassung an Größe und Maßstab vorzunehmen.
Ideales Graphen vereint einzigartige Eigenschaften:
– das dünnste Material der Welt – ein Atom dick;
– das haltbarste Material der Welt – Elastizitätsmodul über 1 TPa;
– hat eine hohe elektrische Leitfähigkeit – die Ladungsbeweglichkeit beträgt mehr als 1.000.000 cm2/V∙s;
– hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit von bis zu 5000 W/m∙K;
– optisch transparent in einem weiten Bereich von UV bis Fern-IR;
– flexibel und elastisch;
– chemisch inert.
Hier kann man mehr darüber lesen, wie Sie Graphen erhalten:
https://www.interelectronix.com/de/arten-und-herstellungsverfahren-von-graphene.html
Anwendungen von Graphen:
– Solarenergie,
– Wasseraufbereitung, Wasserfiltration, Meerwasserentsalzung,
– Elektronik (LCD-Monitore, Leuchtdioden, Transistoren, Mikroschaltkreise, Touchpanels, intelligente Fenster oder Telefone usw.), in Batterien und Energiequellen. Die Graphenbatterie ermöglicht es dem Auto, 1000 km ohne Aufladen zu überwinden, deren Ladezeit nicht mehr als 16 Sekunden beträgt.
– Medizin,
– Erstellung von Supercomposites,
– Konstruktion (Hinzufügen von Graphen zu Beton zum Zweck der Herstellung von Nanobeton. Das Hinzufügen von Graphen zu Beton verbessert die Druck-, Zug- und Biegefestigkeit),
– Reinigung des Wassers von radioaktiver Kontamination. Graphenoxid entfernt schnell radioaktive Substanzen aus kontaminiertem Wasser. Graphenoxidflocken binden schnell an natürliche und künstliche Radioisotope und kondensieren sie zu Feststoffen. Die Flocken selbst sind flüssigkeitslöslich und leicht kommerziell herzustellen.
Unter den folgenden Links können Sie mehr über Graphen lesen:
https://www.weltderphysik.de/gebiet/materie/graphen/ueberblick-graphen/
https://www.creosnews.lu/die-faszinierenden-eigenschaften-von-graphen/