Jedinstvena sposobnost grafita da provodi električnu energiju dok rasipa ili prenosi toplinu s kritičnih komponenti čini ga izvrsnim materijalom za elektroničke aplikacije uključujući poluvodiče, električne motore, pa čak i proizvodnju modernih baterija.
Grafen je ono što znanstvenici i inženjeri nazivaju jednim slojem grafita na atomskoj razini, a ti se tanki slojevi grafena smotaju i koriste u nanocijevicama. To je vjerojatno zbog impresivne električne vodljivosti i iznimne čvrstoće i krutosti materijala.
Današnje ugljikove nanocijevi konstruirane su s omjerom duljine i promjera do 132 000 000:1, što je znatno više od bilo kojeg drugog materijala. Osim što se koristi u nanotehnologiji, koja je još uvijek prilično nova u svijetu poluvodiča, treba napomenuti da većina proizvođača grafita već desetljećima proizvodi određene vrste grafita za industriju poluvodiča.
2. Električni motori, generatori i alternatori
Ugljični grafitni materijal također se često koristi u električnim motorima, generatorima i alternatorima u obliku ugljičnih četkica. U ovom slučaju "četka" je uređaj koji provodi struju između nepomičnih žica i kombinacije pokretnih dijelova, a obično se nalazi u rotirajućoj osovini.
3. Ionska implantacija
Grafit se sada sve češće koristi u elektroničkoj industriji. Također se koristi u ionskoj implantaciji, termoparovima, električnim prekidačima, kondenzatorima, tranzistorima i baterijama.
Ionska implantacija je inženjerski proces u kojem se ioni određenog materijala ubrzavaju u električnom polju i udaraju u drugi materijal, kao oblik impregnacije. To je jedan od temeljnih procesa koji se koristi u proizvodnji mikročipova za naša moderna računala, a atomi grafita obično su jedna od vrsta atoma koji se ubacuju u te mikročipove temeljene na siliciju.
Osim jedinstvene uloge grafita u proizvodnji mikročipova, inovacije temeljene na grafitu sada se koriste i za zamjenu tradicionalnih kondenzatora i tranzistora. Prema nekim istraživačima, grafen bi mogao biti moguća alternativa siliciju. 100 je puta tanji od najmanjeg silicijskog tranzistora, mnogo učinkovitije provodi struju i ima egzotična svojstva koja mogu biti vrlo korisna u kvantnom računalstvu. Grafen se također koristi u modernim kondenzatorima. U stvari, grafenski superkondenzatori su navodno 20x puta jači od tradicionalnih kondenzatora (oslobađaju 20 W/cm3), a mogli bi biti 3x puta jači od današnjih litij-ionskih baterija velike snage.
4. Baterije
Kada je riječ o baterijama (suhe ćelije i litij-ionske), ugljik i grafitni materijali su i ovdje bili ključni. U slučaju tradicionalnih suhih ćelija (baterije koje često koristimo u našim radijima, baterijskim svjetiljkama, daljinskim upravljačima i satovima), metalna elektroda ili grafitna šipka (katoda) okružena je vlažnom elektrolitnom pastom, a obje su inkapsulirane unutar metalni cilindar.
Današnje moderne litij-ionske baterije također koriste grafit — kao anodu. Starije litij-ionske baterije koristile su tradicionalne grafitne materijale, no sada kada je grafen sve dostupniji, umjesto njega sada se koriste grafenske anode - uglavnom iz dva razloga; 1. grafenske anode bolje drže energiju i 2. obećava vrijeme punjenja koje je 10x puta brže od tradicionalne litij-ionske baterije.
Punjive litij-ionske baterije postaju sve popularnije ovih dana. Sada se često koriste u našim kućanskim aparatima, prijenosnoj elektronici, prijenosnim računalima, pametnim telefonima, hibridnim električnim automobilima, vojnim vozilima, kao iu aplikacijama u zrakoplovstvu.
Vrijeme objave: 15. ožujka 2021