Grafén kan løse fem store problemene i verden

I September 2015, har verdens ledere samlet seg i historiske FN-toppmøtet til å vedta mål om en bærekraftig utvikling (SDG). Sytten av disse ambisiøse målene og indikatorene vil hjelpe deg med å lede og koordinere offentlige myndigheter og internasjonale organisasjoner til å løse globale problemer. For eksempel, SDG 3 gir for å sikre en sunn livsstil og rimelig trivsel for alle i alle aldre". Andre har tilgang til rent vann, håndtering av klimaendringer og helse.

Hvis du tror at disse målene er vanskelig å oppnå, du har rett. I alle sytten kategorier det er problemer som ikke vil tillate dem å skje før den angitte dato i 2030. Imidlertid, i kombinasjon med fremgang i den sosio-politiske arenaen av fremskritt i vitenskap og teknologi kan være en nøkkel accelerator av denne prosessen.

La oss gi alle SDG mål:

1. Gjennomgripende utrydding av fattigdom i alle dens former
2. avslutt sult, oppnå matsikkerhet og bedret ernæring og fremme av bærekraftig landbruk
3. Sikre et sunt liv og fremme trivsel for alle i alle aldre
4. Sikre inkluderende og likeverdig kvalitet i utdanning og fremme mulighetene for læring gjennom hele livet for alle
5. for å fremme likestilling og styrke alle kvinner og jenter
6. Sikre tilgjengelighet og bærekraftig forvaltning av vann og sanitære forhold for alle
7. Sikre tilgang til rimelig, pålitelig, bærekraftig og moderne energi for alle
8. for å Fremme vedvarende, inkluderende og bærekraftig økonomisk vekst, full og produktiv sysselsetting og anstendig arbeid for alle
9. Etableringen av en robust infrastruktur, fremme inkluderende og bærekraftig industrialisering og innovasjon
10. for Reduksjon av ulikhet innenfor og mellom land
11. for Bestemmelse av inkluderende, trygge, solide og bærekraftige byer og bosetninger
en
12. Sikre bærekraftig forbruk og produksjon
13. for akutte tiltak for å bekjempe klimaendringer og konsekvensene av disse
14. Lagre og bærekraftig bruk hav, hav og marine ressurser for bærekraftig utvikling
15. Beskyttelse, gjenopprette økosystemer og fremme deres rasjonell bruk, bærekraftig forvaltning av skog, bekjempelse av forørkning, stoppe og reversere landdegradering og reversere tapet av biologisk mangfold
16. for å Fremme fredelig og inkluderende samfunn for bærekraftig utvikling, og gi tilgang til rettferdighet for alle og bygge effektiv, ansvarlig og inkluderende institusjoner på alle nivåer
17. for å styrke middel for å oppnå bærekraftig utvikling og revitalisering av globale partnerskap for bærekraftig utvikling

Vanskelig? Mulig. Men forskerne ser ut til å ha svaret. Bare ett ord: grafén. En futuristisk materiale med et større potensial programmer.

Grafén består av tett koblet karbonatomer ordnet i gitteret med ett atom tykt. Dette gjør den tynneste stoffet i verden som er 200 ganger sterkere enn stål, fleksibel og elastisk, self-healing, gjennomsiktig, ledende, og selv superledende. En kvadratmeter av grafén veier bare i gram 0,0077 kan tåle en fire kilo last. Det er et fantastisk materiale, som, imidlertid, ikke overraskende forskere og teknikere.

Overskrifter touting grafén som mirakel materiale, dukket opp jevnlig i de siste ti årene, og overgangen fra løftet til virkeligheten litt forsinket. Men det er logisk: hvis det nye materialet som finnes i alle områder av livet, det tar tid. I mellomtiden år av grafén forskning har gitt oss en lang liste med grunner for ikke å glemme det.

Siden den gang grafén ble først isolert i 2004 ved University of Manchester, og dette arbeidet fikk Nobels fredspris i 2010, har forskere fra hele verden har funnet nye måter å bruke og, viktigst, opprette grafén. En av de viktigste faktorene som hemmer den store spredningen av grafén, var en stor-skala produksjon av billige grafén. Heldigvis, i denne retningen ble laget med syv-League steg.

Siste året, for eksempel, en gruppe av Kansas state University brukt eksplosjoner til å syntetisere store mengder av grafén. Hennes metode er enkel: fyll kammer med acetylen eller med etylen og oksygen. Bruk en tennplugg av bilen for å slå. Samle dannet på grafén slutten. Acetylen og etylen består av karbon og hydrogen, og når hydrogen blir absorbert i eksplosjonen, karbon fritt kommuniserer med seg selv, danner grafén. Denne metoden er effektiv fordi alt du trenger er en gnist.

Hvis denne metoden for å starte grafén-revolusjonen, som noen tror, gjenstår å se. Hva er åpenbar, er det faktum at sammen med utbruddet av denne revolusjonen vil begynne å løse mange av problemene. For eksempel…

Rent vann

Den Sjette mål av SDG i oppført som "sikre tilgjengelighet og bærekraftig forvaltning av vann og sanitære forhold for alle". Ifølge FNS estimater, "knapphet på vann påvirker mer enn 40% av verdens befolkning, og, i henhold til prognoser, vil vokse."

Filtre basert på grafén kan være løsningen. Jiro Abraham fra University of Manchesterbidratt til å utvikle skalerbare sil av grafén-oksid for filtrering av sjøvann. Han hevder at "det utviklet membranen er nyttig ikke bare for avsalting, men også for å endre størrelsen på porene i atomær skala, slik at du filtrere ioner i henhold til deres størrelse".

I tillegg vil forskere fra Monash University og University of Kentucky har utviklet en grafén filtre som kan filtrere ut noe som er større enn en nanometer. De sier sine filtre kan brukes til å filtrere kjemikalier, virus eller bakterier i væsker. De kan brukes til vannrensing, meieriprodukter eller vin eller for produksjon av legemidler.

karbonutslipp

Trettende mål i SDG-listen på innføringen av "viktige tiltak for å bekjempe klimaendringer og konsekvensene av disse."

Selvfølgelig, en av de største syndebukkene av klimaendringer er overdreven mengde karbondioksid ut i atmosfæren. Grafén membraner kan oppdage disse utslippene.

Forskere fra University of South Carolina og Hanyang University i Sør-Korea utviklet uavhengig filtre basert på grafén som kan brukes til å skille uønskede gasser fra industrielle, kommersielle og bolig-utslipp. Henry Foley University of Missouri hevdet at disse funnene kan bli "noe av en Hellig Gral".

Med sin hjelp, kan du verden kan stoppe veksten av CO₂ i atmosfæren, spesielt nå som vi har overvunnet en viktig indikator 400 deler per million.

Healthcare

Mange mennesker rundt om i verden ikke har tilgang på tilstrekkelig helse-og omsorg, men grafén kan slå dette spørsmålet opp ned.

Først og fremst, høy mekanisk styrke av grafén som gjør det til et ideelt materiale for utskifting av deler av kroppen, for eksempel bein, og på grunn av sin ledningsevne, det kan erstatte deler av kroppen som krever elektrisk strøm, for eksempel, organer og nerver. Faktisk har forskere fra Michigan technological University jobber på ved hjelp av 3D-skrivere å skrive ut nerver på grunnlag av grafén, og teamet utvikler biokompatible materialer, ved hjelp av grafén til å lede strøm.

Grafén kan også brukes til å opprette biomedisinske sensorer for deteksjon av sykdom, virus og andre giftstoffer. Som virkninger utsettes hvert atom av grafén, på grunn av det faktum at grafén ett atom tykt, sensorene kan være ekstremt følsomme. Sensorer basert på grafén oksid kunne oppdage giftstoffer på nivåer som er 10 ganger lavere enn det som kreves av moderne sensorer. De kan plasseres på huden eller under det, og for å gi leger og forskere med et vell av informasjon.

Kinesiske forskere har opprettet en sensor som er i stand til å oppdage bare en kreftcelle. Videre forskere fra University of Manchester rapporterte at grafén-oksid kan finne og nøytralisere kreft-stamceller.

- Infrastruktur

Niende mål om SDG, er å "skape en robust infrastruktur, fremme inkluderende og bærekraftig industrialisering og fremmer innovasjon". Composites forsterket med grafén, og andre byggematerialer kan bringe oss nærmere dette målet.

Nyere studier har vist at mer grafén er lagt til, jo bedre sammensatt. Dette betyr, grafén kan legges til bygningsmaterialer som betong, aluminium, noe som gjør dem sterkere og lettere.

Gummi er også forbedret ved tilsetning av grafén. En studie utført GrapheneFlagship og hennes partner Avanzare, sa at "grafén utvider funksjonaliteten av gummi, på grunn av en kombinasjon av elektrisk ledningsevne av grafén, og mekanisk styrke med utmerket korrosjonsbestandighet". Av disse gummi kan gjøres mer korrosjonsbestandig rør.

Energi

Den Syvende mål — sikre tilgang til rimelig, pålitelig, bærekraftig og moderne energi for alle. På grunn av den lette, ledningsevne og strekkfasthet grafén kan gjøre for bærekraftig energi mer effektivt og kostnadseffektivt.

For Eksempel, grafén kompositter kan brukes til å skape en mer allsidig solcellepaneler. Forskere fra mit si at "ved hjelp av grafén, er det mulig å lage fleksible, lave kostnader og gjennomsiktig solceller som kan slå nesten alle overflater i en kilde av elektrisitet." Takk grafenauer composites det er også mulig å lage store og lyse vindturbiner.

I tillegg, grafén er allerede å bli brukt til å forbedre tradisjonell litium-ion-batterier som vanligvis brukes i forbrukerelektronikk. Det finnes også studier av grafén aerogels for energi-lagring og supercapacitors. Alt som er nødvendig for storskala lagring av ren energi.

I Løpet av de neste tiår, grafén vil nesten helt sikkert finne mange bruksområder i den virkelige verden, og vil ikke bare hjelpe FN og dens medlemmer for å oppnå mål, SDG, men også vil forbedre alt i vår verden, fra touch-skjermer til MR-enheter og transistorer.