Графен нь бидний сайн мэдэх графит буюу бал чулууны нэг үе болох нүүрстөрөгчийн атомуудын дан ганц давхрагаас тогтдог ба  ковалент холбоогоор холбогдсон гексагональ тор бүхий хоёр хэмжээст кристал бүтэц юм.

                                                               Зураг1.  Графены бүтэц

    2004 онд Манчестерын их сургуулийн профессорууд Андрей Гейм (Andre Geim) болон Константин Новосёлов ( Konstantin  Novoselov) нар анх удаа нүүрстөрөгчийн атомын нэг давхаргыг механик аргаар хуулах (скочоор хуулах) замаар гарган авч түүний физик-химийн онцгой шинж чанаруудыг нээснээр 2010 онд Физикийн ухааны Нобелийн шагналыг хүртсэн.

    Графен нь нээгдсэн цагаасаа л одоогийн бидний хэрэглэж буй техник технологи, харилцаа холбоо, цаашлаад био-анагаах, опто-электроникийн салбарт шинэ шинэ тэсрэлтийг хийсээр байна. Графен болон түүнд суурилсан материалыг доор дурьдсан технологийн шийдэлд ашиглахаар дэлхийн олон орны эрдэмтдийн баг, судлаачид ажиллаж байна. Үүнд:

·         Маш хурдан цэнэглэгддэг (ultra-fast charging) батарейн технологи

·         Өндөр багтаамжтай цэнэг хураагуурууд (energy storage)

·         Цацраг идэвхит хаягдлыг аюулгүйжүүлэх

·         Маш нимгэн (ultra thin) хагарахгүй, эвдрэхгүй мэдрэмтгий уян хатан дэлгэц

·         Илрүүлэлт хурдан бөгөөд өндөр үр ашигтай биосенсорууд

·         Хөнгөн бөгөөд бат бэх чанарт нь үндэслэн нисэх онгоц, салхин сэнсны үйлдвэрлэлд

·         Далай тэнгисийн давстай ус, хаягдал  усыг цэвэршүүлэн, цэнгэгжүүлэх технологи

 Зураг 2.  Графены бат бэх, уян хатан, үл нэвтрүүлэх болон дамжуулагч шинж чанар дээр үндэслэн электроникийн төхөөрөмж, онгоцны сэнс, эд анги, батарей, түлшний элемент, нарны элемент зэрэг технологид ашиглахаар эрчимтэй судлагдаж байна.

    Бидний өдөр тутмын амьдралд хэрэглэгдэж буй төхөөрөмжид ихэвчлэн Литийн ион батарейг ашиглаж байна. Харин саяханаас графен ашигласан “гибрид шингэн” батарей болох тогтвортой бүтэцтэй, байгальд ээлтэй, энергийн болон чадлын нягт маш өндөр, хамгийн гол нь 20-н секундэд бүрэн цэнэглэгдэх чадвартай батарейн судалгаа эрчимтэй явагдаж байна. Энэхүү батарейг Өмнөд Солонгосын техник технологийн институтид гарган авсан ба батарейн анод нь графенд суурилсан полимероос тогтоно. Энэ нь цахилгаан-химийн урвал явагдах гадаргуун талбайг маш өндөр болгож илүү их энергийг хуримтлуулах боломжийг олгодог. Харин катод нь графен дээр суурилсан никелийн оксидын нано-партикл байна.     

 

                                                                              

 

               Зураг 3. Гибрид шингэн батарейн анод,катод         

 

Эх сурвалж:  https://graphene-flagship.eu/material/GrapheneApplicationAreas/Pages/default.aspx https://newatlas.com/hybrid-aqueous-battery/53625/

Мэдээ бэлтгэсэн: Материал судлалын салбар