Grafen skulle kunna lösa de fem stora problem i världen

I September 2015 samlades världens ledare i den historiska FN-toppmötet att anta målet om hållbar utveckling (SDG). Sjutton av dessa ambitiösa mål och indikatorer kommer att vägleda och samordna statliga och internationella organisationer för att lösa globala problem. Till exempel, SDG 3 föreskrivs att "säkerställa en sund livsstil och prisvärda välfärd för alla i alla åldrar". Andra har tillgång till rent vatten, begränsning av klimatförändringar och hälso-och sjukvård.

Om du tycker att dessa mål är svåra att uppnå, du har rätt. I alla sjutton kategorier finns det problem som inte kommer att tillåta dem att hända innan utsatt datum 2030. Dock, i kombination med framsteg i den socio-politiska arenan av framsteg inom vetenskap och teknik kan vara en viktig accelerator i denna process.

Låt oss ge alla SDG mål:

1. Genomgripande utrotning av fattigdomen i alla dess former.
2. ett slut på hunger, uppnå en tryggad livsmedelsförsörjning och bättre kostvanor och främja ett hållbart jordbruk.
3. Säkerställa ett hälsosamt liv och främja välfärd för alla i alla åldrar
4. Se till inkluderande och rättvis utbildning av hög kvalitet och främja möjligheter till lärande under hela livet för alla
5. för att främja jämställdhet och stärka alla kvinnor och flickor
6. Säkerställa tillgänglighet och hållbar förvaltning av vatten och sanitet för alla
7. Säkerställa tillgång till prisvärd, pålitlig, hållbar och modern energi för alla
8. för att Främja en hållbar, inkluderande och hållbar ekonomisk tillväxt, full och produktiv sysselsättning och anständigt arbete för alla
9. Skapa en robust infrastruktur, främja en hållbar industrialisering och utveckling
10. för Minskning av ojämlikheten inom och mellan länder.
11. för Tillhandahållande av allomfattande, säkra, stabila och hållbara städer och bosättningar
en
12. Säkerställa en hållbar konsumtion och produktion
13. för brådskande åtgärder för att bekämpa klimatförändringen och dess konsekvenser,
14. för att Spara och på ett hållbart sätt använda hav och marina resurser för hållbar utveckling
15. - Skydd, återställa ekosystemen och främja rationell användning, hållbart skogsbruk, bekämpning av ökenspridning, stoppa och vända markförstöring och vända förlusten av den biologiska mångfalden
16. för att Främja en fredlig och inkluderande samhällen för hållbar utveckling, ge tillgång till rättvisa för alla och bygga upp en effektiv, ansvarstagande och inkluderande institutioner på alla nivåer
17. för att stärka medlen för att uppnå en hållbar utveckling och vitalisering av den globala partnerskap för hållbar utveckling

Svårt? Möjligt. Men forskarna verkar ha svaret. Bara ett ord: grafen. En futuristisk material med en växande uppsättning av möjliga tillämpningar.

Grafen består av tätt samman kolatomer ordnade i gallret med en atom tjock. Detta gör den till den tunnaste ämnet i världen som är 200 gånger starkare än stål, flexibel, elastisk, själv-healing, transparent, ledande, och även supraledande. En kvadratmeter av grafen väger endast i gram 0,0077 kan motstå en fyra kilo last. Det är ett fantastiskt material, som dock inte förvånande forskare och tekniker.

Rubriker försöker pracka på grafen som mirakel material, dök upp regelbundet för de senaste tio åren, och övergången från lovar att verkligheten är något försenat. Men det är logiskt: att det nya material som finns i alla områden av livet, det tar tid. Under tiden, åren av grafen forskning har gett oss en lång lista över skäl till att inte glömma det.

ända Sedan grafen isolerades först i 2004 vid Universitetet i Manchester, och detta arbete förtjänat Nobelpriset 2010, forskare runt om i världen har funnit nya sätt att använda och, viktigast av allt, skapa grafen. En av de viktigaste faktorerna att hämma spridningen av grafen, var en storskalig produktion av billiga grafen. Lyckligtvis i denna riktning gjordes med sju-League steg.

Under förra året, till exempel, en grupp av Kansas state University som används explosioner för att syntetisera stora mängder av grafen. Hennes metod är enkel: fyll i kammaren med acetylenet eller med eten och syre. Använd ett tändstift i bilen för att slå. Samla bildas på grafen slutet. Acetylen och eten består av kol och väte, och när väte absorberas i explosionen, kol fritt kommunicerar med sig själv, som utgör grafen. Denna metod är effektiv eftersom det räcker med en gnista.

Om den här metoden för att starta grafen revolutionen, som vissa tror, återstår att se. Vad som är uppenbart är att tillsammans med uppkomsten av denna revolution kommer att börja lösa många av de problem. Till exempel…

Rent vatten

Sjätte mål för SDD i anges som "att säkerställa tillgänglighet och hållbar förvaltning av vatten och sanitet för alla". Enligt FN: s uppskattningar, vattenbrist drabbar mer än 40% av världens befolkning, och enligt prognoserna kommer att öka."

Filter baserade på grafen kan vara lösningen. Jiro Abraham från University of Manchesterbidragit till att utveckla skalbara sikten av grafen oxid för filtrering av havsvatten. Han hävdar att "den utvecklade membran är inte bara användbar för avsaltning men också för att ändra storleken på porerna i atomär skala, så att du kan filtrera joner enligt deras storlek".

I tillägg, forskare från Monash University och University of Kentucky i usa har utvecklat ett grafen filter som kan filtrera bort något större än en nanometer. De säger att deras filter kan användas för att filtrera kemikalier, virus eller bakterier i vätska. De kan användas för rening av vatten, mejeriprodukter eller vin eller för framställning av läkemedel.

koldioxidutsläpp

Trettonde mål i den SDG lista på antagandet av "brådskande åtgärder för att bekämpa klimatförändringarna och dess konsekvenser."

Naturligtvis, en av de största bovarna av klimatförändringar är överdrivna mängden koldioxid som släpps ut i atmosfären. Grafen membran kan upptäcka dessa utsläpp.

Forskare från University of South Carolina och Hanyang University i Sydkorea utvecklats oberoende filter baserade på grafen som kan användas för att separera de oönskade gaser från industri, bostäder och utsläpp. Henry Foley University of Missouri hävdade att dessa upptäckter bli "något av en Helig Graal".

Med deras hjälp, världen kan stoppa tillväxten av CO₂ i atmosfären, speciellt nu när vi har övervunnit en viktig indikator 400 miljondelar.

Hälso-och sjukvård

En Massa människor runt om i världen har inte tillgång till adekvat hälso-och sjukvård, men grafen kan stänga av denna fråga upp och ner.

I första hand, hög mekanisk styrka av grafen gör det till ett idealiskt material för att ersätta delar av kroppen som ben, och på grund av dess ledningsförmåga, kan ersätta delar av kroppen som kräver elektrisk ström, till exempel, organ och nerver. I själva verket har forskare från Michigan technological University arbetar på att använda 3D-skrivare för att skriva ut nerver på grundval av grafen, och laget utvecklas biokompatibla material, med hjälp av grafen för att leda elektricitet.

Grafen kan också användas för att skapa biomedicinska sensorer för upptäckt av sjukdomar, virus och andra gifter. Effekter utsätts varje atom av grafen, på grund av det faktum att grafen en atom tjock, sensorer kan vara extremt känslig. Sensorer baserade på grafen oxid kunde upptäcka gifter på nivåer som är 10 gånger lägre än vad som krävs av moderna sensorer. De kunde placeras på huden eller under det, och för att ge läkare och forskare med en mängd information.

Kinesiska forskare har skapat en sensor som kan detektera bara en cancer cell. Dessutom har forskare från University of Manchester rapporterade att grafen oxid kan leta upp och neutralisera cancer stamceller.

Infrastruktur

Nionde mål för SDD är att "skapa en robust infrastruktur, främja en hållbar industrialisering och främja innovation". Kompositer armerade med grafen, och andra byggmaterial kan föra oss närmare målet.

Nya studier har visat att ju mer grafen läggs till, desto bättre komposit. Detta innebär att grafen kan läggas till byggnadsmaterial — betong, aluminium, vilket gör dem starkare och lättare.

Gummi är också förbättrats genom tillägg av grafen. En studie utförd GrapheneFlagship och hennes partner Avanzare, sade att "grafen ökar funktionaliteten av gummi, på grund av en kombination av den elektriska ledningsförmågan hos grafen och mekanisk styrka som är med utmärkta korrosion motstånd". Av dessa gummin kan göras mer korrosionsbeständigt röret.

Energi

Den Sjunde mål — att garantera tillgång till prisvärd, pålitlig, hållbar och modern energi för alla. På grund av den lätthet, konduktivitet och draghållfasthet grafen kan göra för hållbar energi mer effektivt och kostnadseffektivt.

Till Exempel, grafen kompositer kan användas för att skapa en mer mångsidig solpaneler. Forskare från mit säga att "med hjälp av grafen, det är möjligt att göra flexibel, billig och transparenta solceller som kan göra nästan vilken yta som helst till en källa av elektricitet." Tack grafenauer kompositer det är också möjligt att skapa stora och ljus vindkraftverk.

I tillägg, grafen är som redan används för att förbättra traditionella litium-jon-batterier som vanligen används i konsumentelektronik. Det finns också studier av grafen aerogel för lagring av energi och supercapacitors. Allt som behövs för storskalig lagring av ren energi.

Under nästa årtionde, grafen kommer nästan säkert att hitta många användningsområden i den verkliga världen och kommer inte bara att hjälpa FN: s och dess medlemmar för att uppnå mål SDG, men också kommer att förbättra allt i vår värld, från touch-skärmar till MRT-enheter och transistorer.