Grafen kan utgöra en fara för miljön
Grafen, som redan har kallats framtidens material och ett av de mest lovande på planeten, kanske inte är säkert att använda. Forskare från American University of California fann att användningen som lovade att revolutionera många områden av modern teknik kan utgöra en allvarlig fara för miljön och människors hälsa. Anställda vid University of California, som ligger i Riverside, kom till slutsatsen att grafen kan vara mycket giftigt under vissa förhållanden. Samtidigt är det ingen som förringar de unika egenskaperna hos detta material, just av denna anledning har dess skadliga effekt på miljön och människor ännu inte studerats noggrant innan det används industriellt.
Grafen är ett mycket ungt material. Det erhölls först 2004, med tanke på detta har det ännu inte studerats tillräckligt och lockar därför ökat intresse och uppmärksamhet från forskare. Världens första grafen kunde få tag i Rysslands infödda Konstantin Novoselov och Andrey Geim, som arbetade vid University of Manchester i Storbritannien. 2010 tilldelades de Nobelpriset i fysik för sitt bidrag till studiet av grafen – "framtidens fråga".
Grafen är ett material med en unik uppsättning egenskaper, det är med det som framtiden för hela vår elektronikindustri idag till stor del förknippas. Detta material har en hög elektrisk ledningsförmåga, det är flexibelt och starkare än stål, samtidigt som det består av endast ett lager av kolatomer. Grafenens egenskaper ledde till att det så småningom började uppfattas som en nödvändig grund för ett stort antal "genombrotts" uppfinningar i det nuvarande skedet av mänsklig utveckling.
Grafen är ett mycket mångsidigt material. Den kan användas för att producera skärmar för en mängd olika mobila enheter, generera elektricitet och till och med förse en person med "Predator-vision".
Trots detta har forskare tills nyligen inte genomfört speciella studier som syftar till att studera miljökonsekvenserna av användningen av grafen. De första var specialister från University of California, som kom fram till att grafen kan vara farligt för miljön. De fann att när grafen kommer in i grundvattnet börjar dess hexagonala struktur kollapsa, mikropartiklar förlorar snabbt sin stabilitet, förstörs och kan inte orsaka betydande skada på naturen. Men när grafen kommer ut i ytvatten är allt mycket mer komplicerat. Nanopartiklar som kommer in i ytvatten förblir stabila och kan gå vidare, de sätter sig inte, bibehåller sin rörlighet i bäckar, sjöar och floder, där de kan skada det ekologiska systemet.
Ytvatten har mycket mer organiskt material och en lägre hårdhetsgrad än grundvatten, så grafen förblir stabilt i ytvatten. Grafenföroreningar i floder kan utgöra en stor fara. Den molekylära strukturen hos detta ämne är sådan att de skarpa utsprången av grafennanopartiklar kan bryta membranen i cellerna i levande organismer. Det är detta som orsakar toxiciteten hos grafen. Innan man lanserar detta nanomaterial i produktion är det nödvändigt att noggrant studera alla dess egenskaper och egenskaper.
Bournes College of Engineering Laboratory (drivs vid University of California) är en av de få platser där forskare studerar grafens miljöpåverkan. I detta laboratorium pågår, som redan nämnts ovan, ett arbete med att studera hur grafenoxidnanopartiklar beter sig i vatten och hur de kan påverka olika levande organismer som lever i vatten. Dessa studier är inte de enda. Tidigare har en artikel om detta ämne publicerats i tidskriften Environmental Engineering Science. Den här artikeln påpekade att grafen potentiellt kan vara giftigt för människor.
Trots allt detta är det osannolikt att dessa upptäckter stoppar mänskligheten från storskalig användning av grafen. Detta material har en sådan uppsättning unika egenskaper att det helt enkelt inte finns något att ersätta det i produktionen. Ingen av de legeringar som finns idag kan skryta med en sådan enastående styrka, värmeledningsförmåga och de högsta elektriskt ledande egenskaperna hos alla material som är kända för vetenskapen. Det är värt att notera att rörligheten för elektroner i grafenstrukturer är nästan 100 gånger högre än för kisel, som för närvarande innehåller all elektronik på jorden.
Enligt dess fysiska egenskaper är detta material mer tillförlitligt än stål. Och prylarna som kan skapas av den kommer att vara mycket mer motståndskraftiga mot skador än de som vi använder idag. Detta är dock inte allt: grafen kan leda mänskligheten till en revolution inom datorindustrin, snabba upp internetåtkomsten med 100 gånger, öka kraften hos olika processorer med flera storleksordningar. Det kan hitta tillämpning inom hundra områden av det moderna livet - inom medicin, produktion av el, förstärkning av gamla byggnader.
Omfattningen av detta material växer i takt med att olika grupper av forskare bedriver sin forskning och studerar grafen, liksom omfattningen av detta ultrastarka material, som består av en tunn kolfilm endast 1 atom tjock. Datorchips, transistorer baserade på det, batterier, enheter utformade för att bestämma DNA-sekvensen - det här är bara en liten lista över var grafen kan användas. Nyligen har forskare upptäckt att detta material kan användas som en mycket effektiv rostskyddsbeläggning. Grafenkolbeläggning är den i särklass tunnaste skyddsbeläggningen.
Forskare från Vanderbilt University utförde en procedur för att deponera en film av grafen på ytan av nickel och koppar. Efter detta förfarande utsattes materialen för aktiv exponering för frätande ämnen. Efterföljande analys visade forskare att koppar, som skyddades med en grafenfilm, förstördes från korrosion 7 gånger långsammare än vanlig oskyddad koppar, och nickel korroderades på en gång 20 gånger långsammare. Även när en speciell grafenfilm avsattes på ytan av materialet, snarare än att odlas direkt på dess yta, var nivån av korrosionsskydd fortfarande mycket hög. På nivån av beläggningar gjorda av organiska material, som är dussintals gånger tjockare än grafenskiktet.
Naturligtvis spelar inte tjockleken på korrosionsbeläggningen så stor roll i de allra flesta fall. Detta är särskilt tydligt på exemplet med oljeplattformar, sjöfartyg och andra stora metallkonstruktioner som helt enkelt kan täckas med ett tjockt lager specialfärg. Emellertid kan grafen vara oumbärlig i situationer där små mekanismer och mikroskopiska komponenter i moderna elektromekaniska enheter måste skyddas från aggressiva miljöfaktorer.
Källor till information:
http://hitech.vesti.ru/news/view/id/4611
http://hi-news.ru/technology/grafen-nebezopasen-dlya-okruzhayushhej-sredy.html
http://technosci.net/news/2012-03-03-3815
http://www.eurosmi.ru/922uchenye_material_buduschego_grafen_mojet_byt_opasen_dlya_cheloveka.html
Grafen är ett mycket ungt material. Det erhölls först 2004, med tanke på detta har det ännu inte studerats tillräckligt och lockar därför ökat intresse och uppmärksamhet från forskare. Världens första grafen kunde få tag i Rysslands infödda Konstantin Novoselov och Andrey Geim, som arbetade vid University of Manchester i Storbritannien. 2010 tilldelades de Nobelpriset i fysik för sitt bidrag till studiet av grafen – "framtidens fråga".
Grafen är ett material med en unik uppsättning egenskaper, det är med det som framtiden för hela vår elektronikindustri idag till stor del förknippas. Detta material har en hög elektrisk ledningsförmåga, det är flexibelt och starkare än stål, samtidigt som det består av endast ett lager av kolatomer. Grafenens egenskaper ledde till att det så småningom började uppfattas som en nödvändig grund för ett stort antal "genombrotts" uppfinningar i det nuvarande skedet av mänsklig utveckling.
Grafen är ett mycket mångsidigt material. Den kan användas för att producera skärmar för en mängd olika mobila enheter, generera elektricitet och till och med förse en person med "Predator-vision".
Trots detta har forskare tills nyligen inte genomfört speciella studier som syftar till att studera miljökonsekvenserna av användningen av grafen. De första var specialister från University of California, som kom fram till att grafen kan vara farligt för miljön. De fann att när grafen kommer in i grundvattnet börjar dess hexagonala struktur kollapsa, mikropartiklar förlorar snabbt sin stabilitet, förstörs och kan inte orsaka betydande skada på naturen. Men när grafen kommer ut i ytvatten är allt mycket mer komplicerat. Nanopartiklar som kommer in i ytvatten förblir stabila och kan gå vidare, de sätter sig inte, bibehåller sin rörlighet i bäckar, sjöar och floder, där de kan skada det ekologiska systemet.
Ytvatten har mycket mer organiskt material och en lägre hårdhetsgrad än grundvatten, så grafen förblir stabilt i ytvatten. Grafenföroreningar i floder kan utgöra en stor fara. Den molekylära strukturen hos detta ämne är sådan att de skarpa utsprången av grafennanopartiklar kan bryta membranen i cellerna i levande organismer. Det är detta som orsakar toxiciteten hos grafen. Innan man lanserar detta nanomaterial i produktion är det nödvändigt att noggrant studera alla dess egenskaper och egenskaper.
Bournes College of Engineering Laboratory (drivs vid University of California) är en av de få platser där forskare studerar grafens miljöpåverkan. I detta laboratorium pågår, som redan nämnts ovan, ett arbete med att studera hur grafenoxidnanopartiklar beter sig i vatten och hur de kan påverka olika levande organismer som lever i vatten. Dessa studier är inte de enda. Tidigare har en artikel om detta ämne publicerats i tidskriften Environmental Engineering Science. Den här artikeln påpekade att grafen potentiellt kan vara giftigt för människor.
Konstantin Novoselov och Andrey Geim
Trots allt detta är det osannolikt att dessa upptäckter stoppar mänskligheten från storskalig användning av grafen. Detta material har en sådan uppsättning unika egenskaper att det helt enkelt inte finns något att ersätta det i produktionen. Ingen av de legeringar som finns idag kan skryta med en sådan enastående styrka, värmeledningsförmåga och de högsta elektriskt ledande egenskaperna hos alla material som är kända för vetenskapen. Det är värt att notera att rörligheten för elektroner i grafenstrukturer är nästan 100 gånger högre än för kisel, som för närvarande innehåller all elektronik på jorden.
Enligt dess fysiska egenskaper är detta material mer tillförlitligt än stål. Och prylarna som kan skapas av den kommer att vara mycket mer motståndskraftiga mot skador än de som vi använder idag. Detta är dock inte allt: grafen kan leda mänskligheten till en revolution inom datorindustrin, snabba upp internetåtkomsten med 100 gånger, öka kraften hos olika processorer med flera storleksordningar. Det kan hitta tillämpning inom hundra områden av det moderna livet - inom medicin, produktion av el, förstärkning av gamla byggnader.
Omfattningen av detta material växer i takt med att olika grupper av forskare bedriver sin forskning och studerar grafen, liksom omfattningen av detta ultrastarka material, som består av en tunn kolfilm endast 1 atom tjock. Datorchips, transistorer baserade på det, batterier, enheter utformade för att bestämma DNA-sekvensen - det här är bara en liten lista över var grafen kan användas. Nyligen har forskare upptäckt att detta material kan användas som en mycket effektiv rostskyddsbeläggning. Grafenkolbeläggning är den i särklass tunnaste skyddsbeläggningen.
Forskare från Vanderbilt University utförde en procedur för att deponera en film av grafen på ytan av nickel och koppar. Efter detta förfarande utsattes materialen för aktiv exponering för frätande ämnen. Efterföljande analys visade forskare att koppar, som skyddades med en grafenfilm, förstördes från korrosion 7 gånger långsammare än vanlig oskyddad koppar, och nickel korroderades på en gång 20 gånger långsammare. Även när en speciell grafenfilm avsattes på ytan av materialet, snarare än att odlas direkt på dess yta, var nivån av korrosionsskydd fortfarande mycket hög. På nivån av beläggningar gjorda av organiska material, som är dussintals gånger tjockare än grafenskiktet.
Naturligtvis spelar inte tjockleken på korrosionsbeläggningen så stor roll i de allra flesta fall. Detta är särskilt tydligt på exemplet med oljeplattformar, sjöfartyg och andra stora metallkonstruktioner som helt enkelt kan täckas med ett tjockt lager specialfärg. Emellertid kan grafen vara oumbärlig i situationer där små mekanismer och mikroskopiska komponenter i moderna elektromekaniska enheter måste skyddas från aggressiva miljöfaktorer.
Källor till information:
http://hitech.vesti.ru/news/view/id/4611
http://hi-news.ru/technology/grafen-nebezopasen-dlya-okruzhayushhej-sredy.html
http://technosci.net/news/2012-03-03-3815
http://www.eurosmi.ru/922uchenye_material_buduschego_grafen_mojet_byt_opasen_dlya_cheloveka.html
informationen