Графиттің маңызды компоненттерден жылуды тарату немесе беру кезінде электр тогын өткізудің ерекше қабілеті оны жартылай өткізгіштер, электр қозғалтқыштары және тіпті қазіргі заманғы батареялар өндірісі сияқты электроника қолданбалары үшін тамаша материал етеді.
Ғалымдар мен инженерлер графенді атом деңгейіндегі бір қабат графит деп атайды, ал графеннің бұл жұқа қабаттары оралып, нанотүтікшелерде қолданылуда. Бұл, бәлкім, әсерлі электр өткізгіштігі мен материалдың ерекше беріктігі мен қаттылығына байланысты.
Бүгінгі көміртекті нанотүтікшелер ұзындығы мен диаметрінің арақатынасы 132 000 000:1 дейін жасалған, бұл кез келген басқа материалға қарағанда айтарлықтай үлкен. Жартылай өткізгіштер әлемінде әлі де жаңа болып табылатын нанотехнологияда қолданылуымен қатар, графит өндірушілерінің көпшілігі ондаған жылдар бойы жартылай өткізгіштер өнеркәсібі үшін графиттің белгілі бір түрлерін жасап келе жатқанын атап өткен жөн.
2. Электр қозғалтқыштары, генераторлар және генераторлар
Көміртекті графит материалы электр қозғалтқыштарында, генераторларда және генераторларда көміртекті щеткалар түрінде жиі қолданылады. Бұл жағдайда «щетка» - қозғалмайтын сымдар мен қозғалатын бөлшектердің тіркесімі арасында ток өткізетін құрылғы және ол әдетте айналмалы білікке орналастырылады.
3. Иондық имплантация
Графит қазіргі уақытта электроника өнеркәсібінде жиірек қолданылуда. Ол иондық имплантацияда, термопараларда, электр қосқыштарында, конденсаторларда, транзисторларда және батареяларда да қолданылады.
Иондық имплантация - бұл белгілі бір материалдың иондары электр өрісінде үдетіліп, сіңдіру түрінде басқа материалға әсер ететін инженерлік процесс. Бұл біздің заманауи компьютерлерімізге арналған микрочиптерді өндіруде қолданылатын негізгі процестердің бірі, ал графит атомдары әдетте кремний негізіндегі микрочиптерге енгізілетін атом түрлерінің бірі болып табылады.
Графиттің микрочиптер өндірісіндегі ерекше рөлінен басқа, графит негізіндегі инновациялар қазіргі уақытта дәстүрлі конденсаторлар мен транзисторларды ауыстыру үшін де қолданылуда. Кейбір зерттеушілердің пікірінше, графен кремнийге мүлдем балама бола алады. Ол ең кішкентай кремний транзисторынан 100 есе жұқа, электр тогын әлдеқайда тиімді өткізеді және кванттық есептеулерде өте пайдалы болуы мүмкін экзотикалық қасиеттерге ие. Графен қазіргі заманғы конденсаторларда да қолданылған. Шын мәнінде, графен суперконденсаторлары дәстүрлі конденсаторларға қарағанда 20 есе қуатты (20 Вт/см3 бөледі) және олар бүгінгі жоғары қуатты литий-ионды батареяларға қарағанда 3 есе қуатты болуы мүмкін.
4. Батареялар
Батареяларға (құрғақ элемент және литий-ион) келгенде, көміртегі мен графит материалдары да маңызды рөл атқарды. Дәстүрлі құрғақ элемент жағдайында (біз радиоларымызда, фонарьларымызда, пульттарымызда және сағаттарымызда жиі қолданатын батареялар) металл электрод немесе графит өзегі (катод) ылғалды электролит пастасымен қоршалған және екеуі де металл цилиндрге салынған.
Бүгінгі заманауи литий-ионды батареялар да графитті анод ретінде пайдаланады. Ескі литий-ионды батареялар дәстүрлі графит материалдарын пайдаланған, дегенмен қазір графен қолжетімді бола бастағандықтан, оның орнына графен анодтары қолданылуда - негізінен екі себеп бойынша; 1. графен анодтары энергияны жақсы ұстайды және 2. ол дәстүрлі литий-ионды батареяға қарағанда 10 есе жылдам зарядтау уақытын уәде етеді.
Қайта зарядталатын литий-ионды батареялар қазіргі кезде барған сайын танымал болып келеді. Олар қазір тұрмыстық техникада, портативті электроникада, ноутбуктарда, смартфондарда, гибридті электр көліктерінде, әскери көліктерде және аэроғарыштық қолданбаларда жиі қолданылады.
Жарияланған уақыты: 15 наурыз 2021 ж.