რა არის გრაფიტის გამოყენება?

გრაფიტს აქვს მრავალფეროვანი თითქმის წინააღმდეგობრივი გამოყენება. ნახშირბადის ალოტროპი და მსოფლიოში ერთ-ერთი ყველაზე რბილი მინერალი, მისი გამოყენება მოიცავს საწერი საშუალებებით დამთავრებული საპოხი მასალებით. ეს შეიძლება გაკეთდეს გრაფენის ერთ ატომის სისქის ცილინდრად, რომელიც არის სუპერგამძლე მასალა, რომელიც გამოიყენება სპორტულ აღჭურვილობაში. გრაფიტს შეუძლია მოიქცეს როგორც ლითონი და ჩაატაროს ელექტროენერგია, მაგრამ ასევე როგორც არამეტალი, რომელიც ეწინააღმდეგება მაღალ ტემპერატურას.

გრაფიტი ბუნებრივად გვხვდება როგორც ფანტელები და ვენები ქანების მოტეხილობების დროს ან ამორფული სიმსივნის სახით. გრაფიტის ძირითადი კრისტალური სტრუქტურა არის ექვსკუთხა უჯრედებში მკაცრად შეკრული ნახშირბადის ატომების ბრტყელი ფურცელი. გრაფენებს ეწოდება, ეს ფურცლები ერთმანეთზე მაღლა დგება და ქმნის მოცულობას, მაგრამ ვერტიკალური კავშირები ფურცლებს შორის ძალიან სუსტია. ამ ვერტიკალური ობლიგაციების სისუსტე საშუალებას აძლევს ფურცლებს გაიფანტოს და გადაიჩეხო ერთმანეთზე. ამასთან, თუ გრაფენის ფურცელი გასწორებულია და ჰორიზონტალურად შემოვიდა, შედეგად მიღებული მასალა 100 ჯერ უფრო ძლიერია, ვიდრე ფოლადი.

"ტყვიის" ფანქრის ბირთვები დამზადებულია თიხისა და გრაფიტის ნარევისგან. ფხვიერად გახლეჩილი გრაფიტის ფანტელები აღნიშნავს ქაღალდს და თიხა სავალდებულო მასალის როლს ასრულებს. რაც უფრო მეტია ბირთვის გრაფიტის შემცველობა, მით უფრო რბილია ფანქარი და უფრო მუქი მისი კვალი. ტყვიის მასალები, რომლებიც ტყვიის ფანქრების სახელით არის ცნობილი, არ არსებობს. ეს სახელი წარმოიშვა ევროპაში, როდესაც გრაფიტს ეწოდებოდა "პლუმბაგო" ან "შავი ტყვია" მისი მეტალის გარეგნობის გამო. გრაფიტის გამოყენება მარკერად თარიღდება XVI საუკუნიდან ჩრდილოეთ ინგლისში, სადაც ადგილობრივი ლეგენდა ამბობს, რომ მწყემსები იყენებდნენ ახლადგამოვლენილ გრაფიტის საბადოებს ცხვრის ნიშნად.

გრაფიტი რეაგირებს ატმოსფერული წყლის ორთქლთან და ათავსებს წვრილ ფილმს მიმდებარე ზედაპირებზე და ამცირებს მათ შორის ხახუნს. იგი ქმნის სუსპენზიას ზეთში და აქვეითებს ხახუნს ორ მოძრავ ნაწილს შორის. გრაფიტი მუშაობს ამ გზით, როგორც საპოხი საშუალება 787 გრადუსი ცელსიუსის ტემპერატურაზე (1,450 გრადუსი ფარენგეიტი) და საწინააღმდეგო მასალის სახით 1,315 გრადუსი ცელსიუსით (2,399 გრადუსი ფარენგეიტი). გრაფიტი არის ჩვეულებრივი ცეცხლგამძლე მასალა, რადგან ის გაუძლებს მაღალ ტემპერატურას ქიმიურად შეცვლის გარეშე. იგი გამოიყენება წარმოების პროცესებში, დაწყებული ფოლადისა და მინის დამზადებით დამთავრებული რკინის დამუშავებით. იგი ასევე აზბესტის შემცვლელია ავტომობილების სამუხრუჭე ფენებში.

ლითიუმ-იონურ ბატარეებს აქვს ლითიუმის კათოდი და გრაფიტის ანოდი. ბატარეის დამუხტვისას, გრაფიტის ანოდის გარშემო ელექტროლიტში დადებითად დამუხტული ლითიუმის იონები - ლითიუმის მარილის ხსნარი გროვდება. ლითიუმის ანოდი უფრო მძლავრ ბატარეას გახდის, მაგრამ დატენვისას ლითიუმი მნიშვნელოვნად აფართოებს. დროთა განმავლობაში ლითიუმის კათოდის ზედაპირი ბზარი ხდება, რაც იწვევს ლითიუმის იონების გაქცევას. ეს თავის მხრივ ქმნიან დენდრიტებს წარმოქმნილ პროცესს, რომელსაც შეუძლია ბატარეის მოკლე ჩართვა.

ნაგლინი ერთი გრაფენის ფურცლები 10-ჯერ მსუბუქია და 100 ჯერ უფრო ძლიერია, ვიდრე ფოლადი. ასეთ ნაგლინი ფურცელს ასევე გრეფენად მოიხსენიებენ და გრაფიტის ეს წარმოებული სამყაროა უძლიერესი იდენტიფიცირებული მასალა და გამოყენებულია სუპერძლიერი, მსუბუქი სპორტის დასამზადებლად აღჭურვილობა მისი მაღალი ელექტროგამტარობა, დაბალი შუქის შთანთქმა და ქიმიური წინააღმდეგობა მას იდეალურ მასალად აქცევს მომავალში პროგრამები, მათ შორის სამედიცინო იმპლანტანტებში, როგორიცაა ხელოვნური გულები, მოქნილი ელექტრონული მოწყობილობები და თვითმფრინავები ნაწილები