warta

Ampir sagalana urang sapatemon di dunya modern ngandelkeun éléktronika nepi ka extent sababaraha. Kusabab urang mimiti manggihan cara ngagunakeun listrik pikeun ngahasilkeun karya mékanis, urang geus dijieun alat badag sarta leutik pikeun téhnisna ngaronjatkeun kahirupan urang. Ti lampu listrik ka smartphone, unggal alat. urang ngamekarkeun diwangun ku ngan sababaraha komponén basajan stitched babarengan dina rupa configurations.In kanyataanna, pikeun leuwih abad, urang geus relied on:
Revolusi éléktronika modéren urang ngandelkeun opat jinis komponén ieu, tambah - engké - transistor, pikeun nyayogikeun ampir sadayana anu urang anggo ayeuna. kakuatan kirang, tur sambungkeun alat urang ka silih, urang gancang datang di sakuliah klasik ieu limits.Technology.Tapi, dina awal 2000s, lima advancements sadayana sumping babarengan, sarta aranjeunna geus dimimitian pikeun transformasi dunya modern urang. Ieu kumaha eta kabeh indit.
1.) Ngembangkeun graphene. Tina sakabéh bahan kapanggih di alam atawa dijieun di lab, inten geus euweuh bahan hardest. Aya genep harder, nu hardest graphene. Dina 2004, graphene, hiji lambar atom-kandel karbon. dikonci babarengan dina pola kristal héksagonal, ieu ngahaja diisolasi di lab.Ngan genep taun sanggeus kamajuan ieu, pamanggihna Andrei Heim jeung Kostya Novoselov dileler Hadiah Nobel dina Fisika.Henteu ngan éta bahan hardest kungsi dijieun, incredibly tahan banting. fisik, kimia, jeung stress termal, tapi sabenerna ngarupakeun kisi sampurna atom.
Graphene ogé mibanda sipat conductive matak, hartina lamun alat éléktronik, kaasup transistor, bisa dijieun tina graphene tinimbang silikon, aranjeunna bisa berpotensi jadi leuwih leutik sarta leuwih gancang ti naon urang boga kiwari. Lamun graphene dicampurkeun kana plastik, éta bisa robah jadi a panas-tahan, bahan kuat anu ogé ngalirkeun listrik. Sajaba ti éta, graphene téh ngeunaan 98% transparan pikeun lampu, nu hartina éta revolusioner pikeun touchscreens transparan, panels lampu-emitting komo sél surya. Salaku Yayasan Nobel nempatkeun eta 11 taun. ka tukang, "panginten urang aya dina ambang miniaturisasi éléktronika sanés anu bakal ngakibatkeun komputer janten langkung éfisién di hareup."
2.) Surface Gunung resistors.This teh pangkolotna "anyar" téhnologi sarta meureun wawuh ka saha wae anu geus ngabedah komputer atawa cell phone.A permukaan Gunung résistor mangrupakeun objék rectangular leutik, biasana dijieunna tina keramik, kalawan edges conductive on duanana. ends.The ngembangkeun keramik, nu nolak aliran ayeuna tanpa dissipating loba kakuatan atawa panas, geus hasil nu mungkin keur nyieun résistor anu punjul ti résistor tradisional heubeul dipaké saméméhna: résistor kalungguhan axial.
Sipat ieu ngajadikeun eta idéal pikeun pamakéan dina éléktronika modern, utamana low-kakuatan sarta alat nu bagerak. Lamun perlu résistor a, anjeun tiasa nganggo salah sahiji SMDs ieu (permukaan Gunung alat) pikeun ngurangan ukuran nu peryogi pikeun resistors, atawa nambahan. kakuatan nu bisa dilarapkeun ka aranjeunna dina konstrain ukuran sarua.
3.) Supercapacitors.Capacitors mangrupakeun salah sahiji technologies.They éléktronik pangkolotna dumasar kana setelan basajan nu dua surfaces conductive (pelat, silinder, cangkang buleud, jeung sajabana) anu dipisahkeun ti silih ku jarak leutik, jeung dua. surfaces anu bisa ngajaga charges.When sarua jeung sabalikna mun anjeun nyoba ngalirkeun arus ngaliwatan kapasitor eta ngecas na mun anjeun mareuman arus atawa nyambungkeun dua pelat kapasitor discharges.Kapasitor boga rupa-rupa aplikasi, kaasup neundeun énergi, a burst gancang énergi dileupaskeun, sarta éléktronika piezoelektrik, dimana parobahan tekanan alat ngahasilkeun sinyal listrik.
Tangtu, nyieun sababaraha pelat dipisahkeun ku jarak leutik dina skala pisan leutik teu ukur nangtang tapi fundamentally limited.Kamajuan panganyarna dina bahan-utamana kalsium tambaga titanate (CCTO) -bisa nyimpen jumlah badag muatan dina spasi leutik: supercapacitors. Alat miniatur ieu tiasa dicas sareng discharged sababaraha kali sateuacan aranjeunna ngagem; ngecas jeung ngurangan leuwih gancang; jeung nyimpen 100 kali énergi per unit volume capacitors.They heubeul mangrupakeun téhnologi kaulinan-ngarobah lamun datang ka miniaturizing éléktronika.
4.) Super induktor. Salaku panungtungan tina "Big Tilu," superinductor teh pamuter panganyarna kaluar dugi 2018. Hiji induktor dasarna mangrupa coil kalawan arus dipaké kalawan inti magnetizable.Induktor ngalawan parobahan magnét internal maranéhna. médan, nu hartina lamun coba mun ngantep ayeuna ngalir ngaliwatan eta, éta resists bari, lajeng ngamungkinkeun arus ngalir kalawan bébas ngaliwatan eta, sarta tungtungna resists parobahan deui mun anjeun mareuman arus.Along kalawan resistors jeung kapasitor, aranjeunna tilu elemen dasar sadaya circuits.But deui, aya wates ka sabaraha leutik maranéhna bisa meunang.
Masalahna nyaeta nilai induktansi gumantung kana aréa permukaan induktor, nu mangrupakeun pembunuh impian dina hal miniaturization.Tapi salian induktansi magnét klasik, aya ogé konsép induktansi énergi kinétik: inersia partikel-partikel anu mawa arus sorangan nyegah parobahan gerakna. Sapertos sireum dina hiji garis kedah "saling ngobrol" pikeun ngarobah lajuna, partikel-partikel anu mawa arus ieu, sapertos éléktron, kedah silih kakuatan pikeun ngagancangkeun. atawa ngalambatkeun. Résistansi pikeun robah ieu nyiptakeun rasa gerak. Dina kapamimpinan tina Kaustav Banerjee's Nanoelectronics Research Laboratory, a induktor énergi kinétik maké téhnologi graphene geus dimekarkeun ayeuna: bahan dénsitas induktansi pangluhurna kantos kacatet.
5.) Pasang graphene dina sagala device.Now hayu urang nyandak stock.We gaduh graphene.We gaduh "super" versi resistors, kapasitor jeung induktor - miniaturized, mantap, dipercaya jeung efficient.The halangan final dina révolusi ultra-miniaturization dina éléktronika. , Sahenteuna dina téori, nyaéta kamampuhan pikeun ngarobah alat mana wae (dijieunna tina ampir sagala bahan) kana hiji alat éléktronik. Pikeun nyieun ieu mungkin, sadaya urang butuh nyaéta kamampuhan pikeun embed éléktronika basis graphene kana sagala jenis bahan urang hoyong, kaasup bahan fléksibel.Kanyataan yén graphene ngabogaan fluidity alus, kalenturan, kakuatan, jeung konduktivitas, bari keur bahya pikeun manusa, ngajadikeun eta idéal pikeun tujuan ieu.
Dina sababaraha taun katukang, graphene jeung graphene alat geus fabricated ku cara nu ngan geus kahontal ngaliwatan sakeupeul prosés nu sorangan cukup rigorous. déposisi.Najan kitu, ngan aya sababaraha substrat nu graphene bisa disimpen ku cara kieu. Anjeun sacara kimia bisa ngurangan graphene oksida, tapi lamun ngalakukeun, anjeun bakal mungkas nepi ka graphene kualitas goréng. Anjeun ogé bisa ngahasilkeun graphene ku exfoliation mékanis. , Tapi ieu teu ngidinan Anjeun pikeun ngadalikeun ukuran atawa ketebalan tina graphene anjeun ngahasilkeun.
Ieu dimana kamajuan dina graphene laser-engraved datang in.There aya dua cara utama pikeun ngahontal ieu.Hiji nyaéta mimitian ku graphene oxide.Same jeung saméméhna: Anjeun nyokot grafit jeung ngoksidasi eta, tapi tinimbang kimia ngurangan eta, Anjeun ngurangan eta. kalawan laser a. Teu kawas kimia ngurangan graphene oksida, éta mangrupakeun produk kualitas luhur anu bisa dipaké dina supercapacitors, sirkuit éléktronik, jeung kartu memori, antara séjén.
Anjeun oge bisa make polyimide, plastik-suhu luhur, jeung pola graphene langsung jeung laser.Laser megatkeun beungkeut kimia dina jaringan polyimide, jeung atom karbon thermally reorganize diri pikeun ngabentuk ipis, kualitas luhur graphene sheets.Polyimide geus ditémbongkeun. ton aplikasi poténsial, sabab lamun bisa ngukir sirkuit graphene dina eta, anjeun dasarna bisa ngahurungkeun sagala bentuk polyimide kana éléktronika wearable. Ieu, ka sawatara ngaran, ngawengku:
Tapi sugan paling seru-dibikeun mecenghulna, kebangkitan, sarta ubiquity tina pamanggihan anyar graphene laser-engraved-aya dina cakrawala naon ayeuna possible.With graphene laser-engraved, Anjeun bisa panén jeung nyimpen énergi: hiji alat-kontrol énergi. .Salah sahiji conto paling egregious tina téhnologi gagal maju nyaéta accu.Today, urang ampir ngagunakeun chemistries sél garing pikeun nyimpen énérgi listrik, hiji téhnologi heubeul abad.Prototipe alat panyimpen anyar, kayaning accu séng-hawa jeung solid-state. kapasitor éléktrokimia fléksibel, geus dijieun.
Kalawan graphene laser-engraved, teu ngan urang bisa revolutionize cara urang nyimpen énergi, tapi urang ogé bisa nyieun alat wearable nu ngarobah énergi mékanis kana listrik: nanogenerators.We triboelectric bisa nyieun photovoltaics organik luar biasa nu boga potensi pikeun revolutionize solar energy.We. ogé bisa nyieun sél biofuel fléksibel; kemungkinan anu badag.Dina frontiers ngumpulkeun jeung nyimpen énergi, revolusi sadayana dina jangka pondok.
Saterusna, graphene laser-engraved kedah Usher dina jaman sensor unprecedented. Ieu ngawengku sensor fisik, sakumaha parobahan fisik (saperti suhu atawa galur) ngabalukarkeun parobahan dina sipat listrik kayaning résistansi sarta impedansi (anu ogé kaasup kontribusi kapasitansi jeung induktansi). ).Ieu ogé kalebet alat anu ngadeteksi parobahan dina sipat gas sareng kalembaban, sareng - nalika dilarapkeun kana awak manusa - parobahan fisik dina tanda vital batur. ngan saukur ngagantelkeun tanda-tanda penting pikeun ngawaskeun patch anu langsung ngingetkeun urang kana sagala parobahan anu pikahariwangeun dina awak urang.
Garis pamikiran ieu ogé bisa muka nepi widang anyar sakabeh: biosensors dumasar kana téhnologi graphene laser-engraved. Hiji tikoro jieunan dumasar kana laser-engraved graphene bisa mantuan monitor vibrations tikoro, identifying béda sinyal antara batuk, buzzing, screaming, neureuy jeung nodding. movements.Laser-engraved graphene ogé boga poténsi hébat lamun rék nyieun hiji bioreceptor jieunan nu bisa sasaran molekul husus, ngarancang rupa biosensors wearable, atawa malah mantuan ngaktipkeun rupa aplikasi telemedicine.
Nepi ka taun 2004, métode pikeun ngahasilkeun lambaran graphene, sahenteuna sacara ngahaja, mimiti dikembangkeun. Dina 17 taun ti harita, runtuyan kamajuan paralel ahirna ngajukeun kamungkinan révolusi cara manusa berinteraksi jeung éléktronika. Dibandingkeun sareng sadaya metode anu aya pikeun ngahasilkeun sareng ngararancang alat-alat dumasar kana graphene, graphene anu terukir laser ngamungkinkeun pola graphene anu sederhana, diproduksi sacara masal, kualitas luhur, sareng murah dina sababaraha aplikasi kalebet parobahan éléktronika kulit.
Dina mangsa nu bakal datang, éta lumrah mun nyangka kamajuan dina sektor énergi, kaasup kontrol énergi, Panén énergi, sarta panyimpen energi. revolusi kamungkinan datangna ti wearables, kaasup alat pikeun aplikasi telemedicine diagnostik. Pasti, loba tantangan jeung halangan tetep. Tapi halangan ieu merlukeun incremental tinimbang perbaikan revolusioner. Salaku alat disambungkeun jeung Internet of Things terus tumuwuh, kabutuhan pikeun éléktronika ultra-leutik langkung ageung tibatan kantos. Kalayan kamajuan panganyarna dina téknologi graphene, masa depan parantos aya di dieu ku sababaraha cara.