labarai

Kusan duk abin da muka ci karo da shi a wannan zamani ya dogara ne da na'urorin lantarki har zuwa wani lokaci.Tun da muka fara gano yadda ake amfani da wutar lantarki don samar da aikin injiniya, mun kirkiro na'urori manya da kanana don inganta rayuwarmu ta fasaha.Daga hasken wutar lantarki zuwa wayoyin hannu, kowace na'ura. muna haɓakawa ya ƙunshi ƴan sassa masu sauƙi waɗanda aka ɗinka tare cikin tsari daban-daban. A zahiri, sama da ƙarni, mun dogara da:
Juyin juya halin mu na lantarki na zamani ya dogara da waɗannan nau'ikan nau'ikan nau'ikan nau'ikan nau'ikan guda huɗu, ƙari - daga baya - transistor, don kawo mana kusan duk abin da muke amfani da shi a yau. Yayin da muke tsere don rage na'urorin lantarki, saka idanu da ƙari na rayuwarmu da gaskiyarmu, watsa ƙarin bayanai tare da kasa da wutar lantarki, da kuma haɗa na'urorin mu da juna, da sauri muka ci karo da wadannan classics limits.Technology.Amma, a farkon 2000s, biyar ci gaba duk sun taru, kuma sun fara canza mu zamani duniya.Ga yadda duk ya tafi.
1.) Ci gaban graphene.Na duk kayan samu a yanayi ko halitta a cikin Lab, lu'u-lu'u ne ba mafi wuya abu.There akwai shida wuya, mafi wuya kasancewa graphene.In 2004, graphene, wani zarra-kauri takardar na carbon. Bayan shekaru shida bayan wannan ci gaba, an ba wa masu bincikensa Andrei Heim da Kostya Novoselov lambar yabo ta Nobel a fannin Physics. damuwa ta jiki, sinadarai, da zafin zafi, amma a zahiri cikakkiyar lattice na atom.
Har ila yau, Graphene yana da kaddarorin gudanarwa masu ban sha'awa, ma'ana cewa idan na'urorin lantarki, ciki har da transistor, za a iya yin su daga graphene maimakon silicon, za su iya zama ƙanana da sauri fiye da duk abin da muke da shi a yau. wani abu mai jurewa zafi, mai ƙarfi wanda kuma ke gudanar da wutar lantarki. Bugu da ƙari, graphene yana da kusan kashi 98% a bayyane ga haske, wanda ke nufin yana da juyin juya hali ga madaidaicin allon taɓawa, bangarori masu haske da ma hasken rana. Kamar yadda Gidauniyar Nobel ta ce shekaru 11 da suka wuce, "watakila muna kan gab da wani ƙaramin aikin lantarki wanda zai haifar da kwamfutoci su zama masu inganci a nan gaba."
2.) Surface mount resistors.Wannan ita ce sabuwar fasaha ta “sabuwar” mafi dadewa kuma tabbas ya saba da duk wanda ya raba kwamfuta ko wayar salula.A surface mount resistor wani dan kankanin abu ne na rectangular, yawanci ana yin shi da yumbu, tare da gefuna masu aiki a duka biyun. Ƙarshe.Ci gaban yumbura, wanda ke tsayayya da gudanawar halin yanzu ba tare da watsar da wutar lantarki mai yawa ko zafi ba, ya sa ya yiwu a samar da masu tsayayyar da suka fi tsofaffi na gargajiya da aka yi amfani da su a baya: axial lead resistors.
Wadannan kaddarorin sun sa ya dace don amfani da na'urorin lantarki na zamani, musamman ƙananan wuta da na'urorin hannu.Idan kana buƙatar resistor, za ka iya amfani da ɗaya daga cikin waɗannan SMDs (surface mount na'urorin) don rage girman da kake bukata don resistors, ko don ƙarawa. ikon da za ku iya amfani da su a cikin iyakokin girman girman iri ɗaya.
3.) Supercapacitors.Capacitors su ne daya daga cikin tsofaffin fasahar lantarki.Sun dogara ne akan saiti mai sauƙi wanda aka raba sassa biyu masu aiki (faranti, cylinders, spherical shells, da dai sauransu) daga juna ta hanyar ɗan nesa, kuma biyun. Filayen saman suna iya kula da caji iri ɗaya da akasin haka. Lokacin da kuke ƙoƙarin wucewa ta halin yanzu ta cikin capacitor yana cajin kuma lokacin da kuka kashe na yanzu ko haɗa faranti biyu ɗin capacitor ɗin yana fitar da capacitor. saurin fashewar makamashin da aka saki, da na'urorin lantarki na piezoelectric, inda canje-canjen matsa lamba na na'ura ke haifar da siginar lantarki.
Tabbas, yin faranti da yawa da aka rabu da ƙananan nisa a kan ƙananan ƙananan sikelin ba kawai ƙalubale ba ne amma ƙayyadaddun ƙayyadaddun ci gaba na baya-bayan nan a cikin kayan-musamman ma calcium copper titanate (CCTO) - na iya adana adadi mai yawa a cikin ƙananan wurare: supercapacitors. Waɗannan ƙananan na'urori za a iya caji da fitar da su sau da yawa kafin su ƙare; caji da fitarwa da sauri; da kuma adana sau 100 na makamashi kowace naúrar ƙarar tsofaffin capacitors. Waɗannan fasaha ce mai canza wasa idan ya zo ga rage kayan lantarki.
4.) Super inductors.As na karshe na "Big Three," da Superinductor ne latest player da ya fito har 2018.An inductor ne m a nada da na yanzu amfani da magnetizable core.Inductor adawa da canje-canje a cikin su na ciki Magnetic. filin, wanda ke nufin idan ka yi ƙoƙarin barin halin yanzu yana gudana ta cikinsa, yana tsayayya na ɗan lokaci, sa'an nan kuma ya ba da damar wutar lantarki ta hanyarsa kyauta, kuma a ƙarshe ya sake tsayayya da canje-canje idan ka kashe halin yanzu. Tare da resistors da capacitors, su ne abubuwa uku na asali na duk da'irori. Amma kuma, akwai iyaka ga yadda ƙananan za su iya samu.
Matsalar ita ce darajar inductance ya dogara ne akan farfajiyar inductor, wanda shine kisa mafarki cikin sharuddan miniaturization. Barbashi masu ɗauke da yanzu da kansu suna hana sauye-sauye a motsin su.Kamar yadda tururuwa a cikin layi dole ne su “yi magana” da juna don canza saurin su, waɗannan ƙwayoyin da ke ɗauke da su a halin yanzu, kamar electrons, suna buƙatar yin ƙarfi a kan juna don saurin gudu. ko rage jinkirin.Wannan juriya ga canji yana haifar da motsin motsi.A ƙarƙashin jagorancin Kaustav Banerjee's Nanoelectronics Research Laboratory, an samar da inductor makamashi ta hanyar amfani da fasahar graphene: mafi girman inductance density abu da aka taɓa yin rikodin.
5.) Saka graphene a cikin wani device.Now bari mu dauki stock.We da graphene.We da "super" versions na resistors, capacitors da inductors - miniaturized, robust, abin dogara da kuma efficient.The karshe matsala a cikin matsananci-miniaturization juyin juya halin a Electronics. , aƙalla a ka'idar, shine ikon juya kowace na'ura (wanda aka yi da kusan kowane abu) zuwa na'urar lantarki.Don yin hakan, duk abin da muke buƙata shine ikon shigar da kayan lantarki na tushen graphene zuwa kowane nau'in kayan da muke so. ciki har da kayan aiki masu sassauƙa. Gaskiyar cewa graphene yana da ruwa mai kyau, sassauci, ƙarfi, da kuma aiki, yayin da ba shi da lahani ga mutane, ya sa ya dace da wannan dalili.
A cikin 'yan shekarun da suka gabata, an ƙirƙira na'urorin graphene da graphene ta hanyar da aka samu kawai ta hanyar ɗimbin matakai waɗanda su kansu suke da tsauri sosai. Kuna iya oxidize tsohuwar graphite, narkar da shi cikin ruwa, kuma kuyi graphene ta tururin sinadarai. Duk da haka, akwai kawai 'yan substrates a kan abin da graphene za a iya ajiye ta wannan hanya.Za ka iya chemically rage graphene oxide, amma idan ka yi, za ku ji kawo karshen sama da matalauta ingancin graphene.You kuma iya samar da graphene ta inji exfoliation. , amma wannan baya ba ku damar sarrafa girman ko kauri na graphene da kuke samarwa.
Anan ne ci gaba a cikin graphene da aka zana Laser ya shigo. Akwai manyan hanyoyi guda biyu don cimma wannan. Daya shine farawa da graphene oxide. Kamar yadda yake a da: ka ɗauki graphite ka oxidize shi, amma maimakon rage shi ta hanyar sinadarai, ka rage shi. tare da laser.Ba kamar graphene oxide da aka rage ta sinadarai ba, samfuri ne mai inganci wanda za'a iya amfani dashi a cikin supercapacitors, da'irori na lantarki, da katunan ƙwaƙwalwar ajiya, da sauransu.
Hakanan zaka iya amfani da polyimide, filastik mai zafi mai zafi, da graphene samfurin kai tsaye tare da laser. The Laser yana karya haɗin haɗin sinadarai a cikin hanyar sadarwar polyimide, kuma carbon atom ɗin thermally sun sake tsara kansu don ƙirƙirar zanen graphene na bakin ciki, ingancin inganci.Polyimide ya nuna. ton na yuwuwar aikace-aikace, domin idan za ku iya zana zane-zane na graphene akansa, kuna iya ainihin juya kowane nau'in polyimide zuwa kayan lantarki da za a iya sawa. Waɗannan, kaɗan, sun haɗa da:
Amma watakila mafi ban sha'awa - da aka ba da fitowar, tashi, da kuma wurare na sababbin abubuwan da aka gano na graphene da aka zana laser - yana kan sararin abin da zai yiwu a halin yanzu. Ɗaya daga cikin misalan mafi girman misalan fasahar da ke kasa ci gaba shine batura. A yau, kusan muna amfani da busassun sunadarai don adana makamashin lantarki, fasahar zamani na ƙarni. Alamomin sababbin na'urorin ajiya, irin su batura na zinc-air da m-state. m electrochemical capacitors, an halitta.
Tare da Laser kwarzana graphene, ba kawai za mu iya juyin juya halin da yadda muke adana makamashi, amma kuma za mu iya haifar da wearable na'urorin da maida inji makamashi zuwa wutar lantarki: triboelectric nanogenerators.We iya haifar da na ƙwarai Organic photovoltaics cewa suna da damar yin juyin juya halin hasken rana energy.We. Hakanan zai iya yin sel biofuel masu sassauƙa; yuwuwar tana da girma. A kan iyakokin tattarawa da adana makamashi, juyin juya hali duk yana cikin ɗan gajeren lokaci.
Bugu da ƙari kuma, graphene da aka zana laser ya kamata ya kawo zamanin na'urori masu auna firikwensin da ba a taɓa gani ba.Wannan ya haɗa da na'urori masu auna firikwensin jiki, kamar yadda canje-canjen jiki (kamar zafin jiki ko damuwa) ke haifar da canje-canje a cikin kayan lantarki kamar juriya da rashin ƙarfi (wanda kuma ya haɗa da gudummawar capacitance da inductance). Har ila yau, ya haɗa da na'urorin da ke gano canje-canje a cikin kayan gas da zafi, kuma - lokacin da aka yi amfani da su a jikin mutum - canje-canje na jiki a cikin mahimman alamun wani. Misali, ra'ayin Star Trek-inspired tricorder zai iya zama da sauri ta ƙare. kawai haɗa mahimman alamun sa ido wanda ke faɗakar da mu nan take ga duk wani canje-canje masu damuwa a jikinmu.
Hakanan wannan layin tunani zai iya buɗe sabon filin: biosensors dangane da fasahar graphene da aka zana Laser.Maƙoƙoƙin wucin gadi wanda ya dogara da graphene da aka zana laser zai iya taimakawa wajen lura da girgizar makogwaro, gano bambance-bambancen sigina tsakanin tari, buzzing, kururuwa, haɗiye da nodding. motsi.Laser-engraved graphene shima yana da babban yuwuwar idan kuna son ƙirƙirar bioreceptor na wucin gadi wanda zai iya kaiwa takamaiman ƙwayoyin cuta, ƙira nau'ikan biosensors iri-iri, ko ma taimaka ba da damar aikace-aikacen telemedicine iri-iri.
Sai a shekara ta 2004 aka fara samar da hanyar samar da zanen graphene, aƙalla da gangan. A cikin shekaru 17 da suka wuce, jerin ci gaba iri ɗaya ne a ƙarshe ya haifar da yuwuwar kawo sauyi kan yadda ɗan adam ke hulɗa da na'urorin lantarki. Idan aka kwatanta da duk hanyoyin da ake da su na samarwa da ƙirƙira na'urori masu amfani da graphene, graphene da aka zana Laser yana ba da damar sauƙi, mai yawan samarwa, inganci mai inganci, da ƙirar graphene mara tsada a cikin aikace-aikace iri-iri gami da canjin kayan lantarki na fata.
A nan gaba, yana da kyau a yi tsammanin ci gaba a fannin makamashi, ciki har da sarrafa makamashi, girbi makamashi, da ajiyar makamashi. Har ila yau, a cikin lokaci na kusa akwai ci gaba a cikin na'urori masu auna firikwensin, ciki har da na'urori masu auna firikwensin jiki, na'urorin gas, har ma da biosensors.Mafi girma mai yiwuwa juyin juya hali zai zo daga wearables, ciki har da na'urorin don bincike na telemedicine aikace-aikace.Tabbatacce, da yawa kalubale da cikas sun kasance.Amma wadannan cikas na bukatar karuwa fiye da juyin juya hali inganta.Yayin da alaka da na'urorin da yanar-gizo na Abubuwa na ci gaba da girma, da bukatar. Ƙananan ƙananan lantarki ya fi girma fiye da kowane lokaci. Tare da sababbin ci gaba a fasahar graphene, gaba ya riga ya kasance a nan ta hanyoyi da yawa.