Grafene: La chiave per un’energia pulita e illimitata, affinché la prossima generazione di dispositivi intelligenti possa essere alimentata da generatori di energia su scala nanometrica

Di Fouad Sabry

Cos'è il grafene

Il grafene è un allotropo del carbonio costituito da un singolo strato di atomi disposti in una nanostruttura bidimensionale a reticolo a nido d'ape. Il nome deriva da "grafite" e dal suffisso -ene, riflettendo il fatto che la grafite allotropa del carbonio contiene numerosi doppi legami.

Come trarrai beneficio

(I) Approfondimenti e convalide sui seguenti argomenti:

Capitolo 1: Grafene

Capitolo 2: Grafene a doppio strato

Capitolo 3: Bismuto

Capitolo 4: Borofene

Capitolo 5: Arseniuro di cadmio

Capitolo 6: Polimeri rinforzati con fibra di carbonio

Capitolo 7: Scienza dei materiali

(II) Rispondere alle principali domande del pubblico sul grafene.

(III) Esempi reali per l'utilizzo del grafene in molti campi.

(IV) 17 appendici per spiegare, brevemente, 266 tecnologie emergenti in ciascun settore per avere una comprensione completa a 360 gradi delle tecnologie del grafene.

Per chi è questo libro

Professionisti, studenti universitari e laureati, appassionati, hobbisti e coloro che vogliono andare oltre le conoscenze o le informazioni di base per qualsiasi tipo di grafene.

• Lingua: Italiano
• Editore: Un Miliardo Di Ben Informato [Italian]
• Data di uscita: 26 gen 2022

Anteprima del libro

Altri libri dell'autore

1 - Propulsione al plasma

2 - Motore a detonazione a impulsi

3 - Robotica Agraria

4 - Sistemi Ecologici Chiusi

5 - Carni Coltivate

6 - Agricoltura Verticale

7 - Veicoli autonomi

8 - Droni autonomi

9 - Robotica autonoma

10 - Armi autonome

11 - Arcologia

12 - Stampa 4D

13 - Città a cupola

14 - Libro mastro distribuito

15 - Valuta digitale

16 - Finanza decentralizzata

17 - Macchine intelligenti

18 - Aerogel

19 - Metallo amorfo

20 - Bioplastica

21 - Polimero conduttivo

22 - Trattamento Criogenico

23 - Armatura dinamica

24 - Fullerene

25 - Grafene

26 - Laboratorio su un chip

27 - Superconduttività ad alta temperatura

28 - Nanoparticelle magnetiche

29 - Fluido magnetoreologico

30 - Microfluidica

31 - Superfluidità

32 - Metamateriale

33 - Schiuma metallica

34 - Struttura multifunzione

35 - Nanomateriali

36 - Materia programmabile

37 - Punto quantico

38 - Silicene

39 - Superlega

40 - Diamante sintetico

41 - Cristallo del Tempo

42 - Calcestruzzo traslucido

43 - Interfaccia Computer Cerebrale

44 - Intelligenza dello sciame

Serie dell'Autore

Tecnologie emergenti nel settore aerospaziale

1 - Propulsione al plasma

2 - Motore a detonazione a impulsi

Tecnologie emergenti in agricoltura

1 - Robotica Agraria

2 - Sistemi Ecologici Chiusi

3 - Carni Coltivate

4 - Agricoltura Verticale

Tecnologie emergenti nelle cose autonome

1 - Veicoli autonomi

2 - Droni autonomi

3 - Robotica autonoma

4 - Armi autonome

Tecnologie emergenti nell'edilizia

1 - Arcologia

2 - Stampa 4D

3 - Città a cupola

Tecnologie emergenti in finanza

1 - Libro mastro distribuito

2 - Valuta digitale

3 - Finanza decentralizzata

Tecnologie emergenti nell'Information Technology

1 - Macchine intelligenti

Tecnologie emergenti nella scienza dei materiali

1 - Aerogel

2 - Metallo amorfo

3 - Bioplastica

4 - Polimero conduttivo

5 - Trattamento Criogenico

6 - Armatura dinamica

7 - Fullerene

8 - Grafene

9 - Laboratorio su un chip

10 - Superconduttività ad alta temperatura

11 - Nanoparticelle magnetiche

12 - Fluido magnetoreologico

13 - Microfluidica

14 - Superfluidità

15 - Metamateriale

16 - Schiuma metallica

17 - Struttura multifunzione

18 - Nanomateriali

19 - Materia programmabile

20 - Punto quantico

21 - Silicene

22 - Superlega

23 - Diamante sintetico

24 - Cristallo del Tempo

25 - Calcestruzzo traslucido

Tecnologie emergenti nelle neuroscienze

1 - Interfaccia Computer Cerebrale

Tecnologie emergenti nella robotica

1 - Intelligenza dello sciame

Un miliardo di esperti

Grafene

La chiave per un'energia pulita e illimitata, quindi la prossima generazione di dispositivi intelligenti potrebbe essere alimentata da generatori di energia su scala nanometrica

Fouad Sabry

Diritto d’autore

Graphene Copyright © 2021 di Fouad Sabry. Tutti i diritti riservati.

Tutti i diritti riservati. Nessuna parte di questo libro può essere riprodotta in qualsiasi forma o con qualsiasi mezzo elettronico o meccanico, compresi i sistemi di archiviazione e recupero delle informazioni, senza il permesso scritto dell'autore. L'unica eccezione è da parte di un revisore, che può citare brevi estratti in una recensione.

Copertina disegnata da Fouad Sabry.

Questo libro è un'opera di finzione. Nomi, personaggi, luoghi e incidenti sono prodotti dell'immaginazione dell'autore o sono usati fittiziamente. Qualsiasi somiglianza con persone reali, vive o morte, eventi o luoghi è del tutto casuale.

Bonus

Puoi inviare un'e-mail a 1BKOfficial.Org+Graphene@gmail. com con l'oggetto Grafene: La chiave per l'energia pulita e illimitata, quindi la prossima generazione di dispositivi intelligenti potrebbe essere alimentata da generatori di energia su scala nanometrica, ericeverai un'e-mail che contiene i primi capitoli di questo libro.

Fouad Sabry

Visita il sito web di 1BK all'indirizzo

www.1BKOfficial.org

Prefazione

Perché ho scritto questo libro?

La storia della scrittura di questo libro è iniziata nel 1989, quando  ero uno studentedella Scuola Secondaria degli StudentiAvanzati.

È notevolmente simile  alle scuole STEM (Scienza, Tecnologia, Ingegneria e Matematica),che sono ora disponibili in molti paesi avanzati.

STEM è un curriculum basato sull'idea di educare gli studenti in quattro discipline specifiche - scienza, tecnologia, ingegneria e matematica - in un approccio interdisciplinare e applicato. Questo termine è in genere usato per affrontare una politica educativa o una scelta di curriculum nelle scuole. Ha implicazioni per lo sviluppo della forza lavoro, le preoccupazioni per la sicurezza nazionale e la politica di immigrazione.

C'era una lezione settimanale  in biblioteca, dove ogni studente è libero di scegliere qualsiasi libro e leggere per 1 ora. L'obiettivo  della classe è quello di incoraggiare  gli studenti a leggere materie diverse dal curriculum educativo. 

In biblioteca, mentre guardavo i libri sugli scaffali, ho notato  libri enormi, per un totale di  5.000  pagine  in 5 parti. Il nome del libro è  The Encyclopedia of Technology, che descrive tutto ciò che ci circonda, dazeroassoluto ai semiconduttori,quasi ogni tecnologia, a quel tempo, veniva spiegata con illustrazioni colorate e parole semplici. Ho iniziato a leggere l'enciclopediae, naturalmente, non sono stato in grado di finirla nella lezione  settimanale di 1 ora.

Così, ho convinto mio padre a comprare l'enciclopedia. Mio padre ha comprato tutti gli strumenti tecnologici per me all'inizio della mia vita, il primo computer e la prima enciclopedia tecnologica,ed entrambi hanno un grande impatto su di me e sulla mia carriera.

Ho finito l'intera enciclopedia nelle stesse vacanze estive di quest'anno, e poi ho iniziato a vedere come funziona l'universo e come applicare quella conoscenza ai problemi quotidiani.

La mia passione per la tecnologia è iniziata più di 30 anni fa e ancora il viaggio continua.

Questo libro fa parte di The Encyclopedia of Emerging Technologies che è il mio tentativo di dare ai lettori la stessa straordinaria esperienza che hoavuto quando ero al liceo, ma invece di 20° century tecnologie,sono più interessato alle tecnologie emergenti 21st century, applicazioni e soluzioni industriali.

The Encyclopedia of Emerging Technologies sarà composta da 365 libri, ogni libro sarà incentrato su una singola tecnologia emergente. Puoi leggere l'elenco delle tecnologie emergenti e la loro categorizzazione per settore nella parte di Coming Soon, alla fine del libro.

365 libri per dare ai lettori la possibilità di aumentare le loro conoscenze su una singola tecnologia emergente ogni giorno nel corso di un anno.

Introduzione

Come ho scritto questo libro?

In ogni libro di The Encyclopedia of Emerging Technologies, sto cercando di ottenere approfondimenti di ricerca istantanei e grezzi, direttamente dalle menti delle  persone,cercando di rispondere alle loro domande sulla tecnologia emergente.

Ci sono 3 miliardi di ricerche su Google ogni giorno e il 20% di queste non è mai stato visto prima. Sono come una linea diretta con i pensieri delle persone.

A volte è Come faccio a rimuovere l'inceppamento della carta. Altre volte, sono le paure strazianti e le brame segrete che  oserebbero solo condividere con Google.

Nella mia ricerca per scoprire una miniera d'oro non sfruttata di idee di contenuto su  Graphene,  uso  molti strumenti per ascoltare i dati di completamento automatico da motori di ricerca come Google, quindi tira fuori rapidamente ogni frase e domanda utile,le persone stanno chiedendo intorno alla parola chiave Graphene.

È una miniera d'oro di intuizioni dellepersone,  che posso usare per creare contenuti, prodotti e servizi freschi e ultra-utili. Le  personegentili, come te, vogliono davvero.

Le ricerche di persone sono il set di dati più importante mai raccolto sulla psiche umana. Pertanto, questo libro è un prodotto dal vivo,  e  costantemente aggiornato da sempre più risposte a nuove domande sul grafene, poste da persone, proprio come te e me, che si interrogano su questa nuova tecnologia emergente e vorrebbero saperne di più su di essa.

L'approccio per scrivere questo libro è quello di ottenere un livello più profondo di comprensione di come le persone cercano intorno a   Graphene, rivelando domande e domande che nonpenserei necessariamente dalla cima della mia testa,e rispondendo a queste domande in  parole super facili e  digeribili,  e per navigare   nel  prenota in giro  in modo semplice.

Quindi, quando si tratta di scrivere questo libro, mi sono assicurato che sia il più ottimizzato e mirato possibile. Questo libro  ha lo scopodiaiutare le persone a comprendere e far crescere ulteriormente la loro conoscenza delgrafene. Sto cercando di rispondere alle domande delle persone il più vicino possibile e mostrando molto di più.

È un modo fantastico e bello per esplorare domande e problemi che le personehanno  e  rispondere direttamentee  aggiungere intuizione, convalida e creatività al contenuto del libro - anche presentazioni e proposte. Il libro svela aree ricche, meno affollate e talvolta sorprendenti di domanda diricerca che altrimenti non raggiungerei.  Non c'è dubbio che, ci si aspetta di aumentare  la conoscenza delle menti dei potenziali lettori, dopo aver letto il libro usando questo approccio.

Ho applicato un approccio unico per rendere il contenuto di questo libro sempre fresco. Questo approccio dipende dall'ascolto delle menti delle persone, utilizzando gli strumenti di ascolto della ricerca. Questo approccio mi ha aiutato a:

Incontra i lettori esattamente dove si trovano, in modo da poter creare contenuti pertinenti che colpiscano un accordo e portino a una maggiore comprensione dell'argomento.

Tieni il dito saldamente sul polso, in modo da poter ricevere aggiornamenti quando le persone parlano di questa tecnologia emergente in modi nuovi e monitorare le tendenze nel tempo.

Scopri tesori nascosti di domande hai bisogno di risposte sulla tecnologia emergente per scoprire intuizioni inaspettate e nicchie nascoste che aumentano la pertinenza del contenuto e gli danno un vantaggio vincente.

Smetti di perdere tempo in gutfeel e congetture sul contenuto desiderato dai lettori e riempi il contenuto del libro con ciò di cui le persone hanno bisogno e dì addio alle infinite idee di contenuto basate su  speculazioni.

Prendi decisioni solide e prendi menorischi, per ottenere posti in prima fila su ciò che le persone  vogliono leggere e vogliono sapere - in tempo reale - e utilizzare i dati di ricerca per prendere decisioni audaci, su qualiargomenti includere e quali argomenti escludere.

Semplifica la produzione dei miei contenuti per identificare le idee di contenuto senza dover setacciare manualmente le singole opinioni per risparmiare giorni e persino settimane di tempo.

È meraviglioso aiutare le persone ad aumentare le loro conoscenze in  modo  diretto semplicemente rispondendo alle loro domande.

Penso che l'approccio di scrittura di questo libro sia unico in quanto  raccoglie e tiene traccia delle domande importanti poste dai lettori  sui motori di ricerca.

Riconoscimenti

Scrivere un libro è più difficile di quanto pensassi e più gratificante di quanto avrei mai potuto immaginare. Niente di tutto questo sarebbe stato possibile senza il lavoro svolto da prestigiosi ricercatorie  vorrei riconoscere i loro sforzi per aumentare la conoscenza del pubblico su questa tecnologia emergente.

Dedica

Per gli illuminati, quelli che vedono le cose in modo diverso, e vogliono che il mondo sia migliore - non amano lo status quo o lo stato esistente. Puoi essere troppo in disaccordo con loro, e puoi discutere con loro ancora di più, ma non puoi ignorarli, e non puoi sottovalutarli, perché cambiano sempre le cose ... spingono la razza umana in avanti, e mentre alcuni possono vederli come pazzi o dilettanti, altri vedono genio e innovatori, perché quelli che sono abbastanza illuminati da pensare di poter cambiare il mondo, sono quelli che lo fanno, e conducono le persone all'illuminazione.

Epigrafe

Il grafene è un allotropo di carbonio costituito da un singolo strato di atomi disposti in una nanostruttura reticolare a nido d'ape bidimensionale. Il nome deriva da grafite e dal suffisso -ene, riflettendo il fatto che l'allotropo di grafite del carbonio contiene numerosi doppi legami.

Sommario

Grafene

Altri libri dell'autore

Serie dell'Autore

Grafene

Diritto d’autore

Bonus

Prefazione

Introduzione

Riconoscimenti

Dedica

Epigrafe

Sommario

Capitolo 1: Grafene

Capitolo 2: Grafene a doppio strato

Capitolo 3: Bismuto

Capitolo 4: Borofene

Capitolo 5: Arseniuro di cadmio

Capitolo 6: Polimeri rinforzati con fibra di carbonio

Capitolo 7: Scienza dei materiali

Epilogo

Informazioni sull'autore

Prossimamente

Appendici: Tecnologie emergenti in ogni settore

Capitolo 1: Grafene

A picture containing outdoor object, grate Description automatically generated

Il grafene è un reticolo esagonale su scala atomica costituito da atomi di carbonio

Il grafene è un allotropo di carbonio composto da un singolo strato di atomi organizzati in una nanostruttura reticolare bidimensionale a nido d'ape. Il nome deriva dalle parole grafite e dal suffisso -ene, che riflette il fatto che l'allotropo di grafite del carbonio include un gran numero di doppi legami.

Ogni atomo in un foglio di grafene è collegato da un legame ai suoi tre vicini più vicini e contribuisce con un elettrone a una banda di conduzione che attraversa l'intero foglio. Questa è la stessa forma di legame che si trova nei nanotubi di carbonio, negli idrocarburi policiclici aromatici e (in misura minore) nei fullereni e nel carbonio vetroso. Il grafene è un semimetallo con notevoli proprietà elettriche meglio caratterizzato dalle teorie per le particelle relativistiche senza massa come risultato di queste bande di conduzione. I portatori di carica nel grafene hanno una dipendenza lineare, piuttosto che quadratica, dell'energia dalla quantità di moto e possono essere prodotti transistor a effetto di campo di grafene con conduzione bipolare. Su lunghe distanze, il trasporto di carica è balistico; il materiale presenta massicce oscillazioni quantistiche e diamagnetismo enorme e non lineare. Il calore e l'elettricità sono condotti in modo molto efficiente lungo il piano del grafene. Il materiale assorbe sostanzialmente la luce di tutte le lunghezze d'onda visibili, il che spiega l'aspetto nero della grafite; tuttavia, grazie alla sua straordinaria sottigliezza, un singolo foglio di grafene è praticamente trasparente. Inoltre, il materiale è circa 100 volte più resistente dell'acciaio più resistente dello stesso spessore.

A picture containing chart Description automatically generated

Nella luce trasmessa, una fotografia mostra una membrana di grafene sospesa. Poiché assorbe circa il 2,3% della luce, questa sostanza spessa un atomo può essere vista ad occhio nudo.

Per decenni, gli scienziati hanno speculato sulla probabile esistenza e produzione di grafene. Molto probabilmente è stato creato accidentalmente in piccole quantità per secoli attraverso l'uso di matite e altri usi simili della grafite. È stato scoperto al microscopio elettronico nel 1962, ma poteva essere studiato solo mentre era supportato su superfici metalliche.

La sostanza è stata riscoperta, isolata e studiata presso l'Università di Manchester nel 2004. Il grafene di alta qualità era sorprendentemente facile da estrarre.

Grazie alla sua eccezionale resistenza alla trazione, alla conduttività elettrica, alla trasparenza e allo status di materiale bidimensionale più sottile al mondo, il grafene è diventato un nanomateriale prezioso e utile. così come i compositi

L'Unione Internazionale di Chimica Pura e Applicata (IUPAC) suggerisce di usare la parola grafite per il materiale tridimensionale e grafene esclusivamente quando si discutono le reazioni, le relazioni strutturali o altri aspetti dei singoli strati.

Contenuto

1 Storia

1.1 Struttura della grafite e dei suoi composti di intercalazione

1.2 Osservazioni di strati sottili di grafite e relative strutture

1.3 Isolamento completo e caratterizzazione

1.4 Esplorare le applicazioni commerciali

2 Struttura

2.1 Incollaggio

2.2 Geometria

2.3 Stabilità

3 Proprietà

3.1 Elettronica

3.2 Permittività

3.3 Ottico

3.4 Eccitonica

3.5 Trasporto spin

3.6 Proprietà magnetiche

3.7 Conducibilità termica

3.8 Meccanica

3.9 Chimica

3.10 Biologico

3.11 Substrato di supporto

4 Moduli

4.1 Fogli monostrato

4.2 Grafene a doppio strato

4.3 Grafene turbostratico

4.4 Superreticoli di grafene

4.5 Nanonastri di grafene

4.6 Punti quantici di grafene

4.7 Ossido di grafene

4.8 Modifica chimica

4.9 Ligando/complesso di grafene

4.10 Fibra di grafene

4.11 Grafene 3D

4.12 Grafene a pilastri

4.13 Grafene rinforzato

4.14 Grafene stampato

4.15 Aerogel di grafene

4.16 Nanocoil di grafene

4.17 Grafene accartocciato

5 Produzione

5.1 Meccanica

5.2 Scissione del carbonio monostrato

5.3 Chimica

5.4 Deposizione chimica da vapore

5.5 Riduzione dell'anidride carbonica

5.6 Spray supersonico

5.7 Laser

5.8 Riscaldamento Flash Joule

5.9 Impianto ionico

5.10 Grafene compatibile con CMOS

6 Simulazione

7 Analoghi del grafene

8 Applicazioni

9 Tossicità

10 Vedi anche

11 Referenze

12 Collegamenti esterni

Storia

Un grumo di grafite, un transistor al grafene e un distributore di nastro Andre Geim e Konstantin Novoselov lo hanno donato al Museo Nobel di Stoccolma nel 2010.

Struttura della grafite e dei suoi composti di intercalazione

Benjamin Brodie scoprì la struttura estremamente lamellare dell'ossido di grafite termicamente ridotto nel 1859.

P. R. Wallace sviluppò la teoria del grafene nel 1947 come punto di partenza per comprendere le caratteristiche elettriche della grafite 3D. Gordon Walter Semenoff  scoprì indipendentemente l'emergente equazione di Dirac senza massa nel 1984.

Osservazioni di sottili strati