Grafiidi ainulaadne võime juhtida elektrit, samal ajal hajutades või üle kandes soojust kriitilistest komponentidest eemale, muudab selle suurepäraseks materjaliks elektroonikarakenduste jaoks, sealhulgas pooljuhtide, elektrimootorite ja isegi tänapäevaste akude tootmiseks.
Grafeen on see, mida teadlased ja insenerid nimetavad aatomi tasandil üheks grafiidikihiks, ning neid õhukesi grafeenikihte rullitakse kokku ja kasutatakse nanotorudes. See on tõenäoliselt tingitud muljetavaldavast elektrijuhtivusest ning materjali erakordsest tugevusest ja jäikusest.
Tänapäeva süsiniknanotorude pikkuse ja läbimõõdu suhe on kuni 132 000 000:1, mis on oluliselt suurem kui ühelgi teisel materjalil. Lisaks nanotehnoloogias kasutamisele, mis on pooljuhtide maailmas veel üsna uus, tuleb märkida, et enamik grafiiditootjaid on pooljuhtide tööstusele spetsiifilisi grafiidisorte valmistanud juba aastakümneid.
2. Elektrimootorid, generaatorid ja vahelduvvoolugeneraatorid
Süsinikgrafiiti kasutatakse sageli ka elektrimootorites, generaatorites ja vahelduvvoolugeneraatorites süsinikharjade kujul. Sellisel juhul on „hari” seade, mis juhib voolu statsionaarsete juhtmete ja liikuvate osade kombinatsiooni vahel ning mis on tavaliselt paigutatud pöörlevasse võlli.
3. Ioonide implanteerimine
Grafiiti kasutatakse elektroonikatööstuses nüüd üha sagedamini. Seda kasutatakse ioonimplantatsioonis, termopaarides, elektrilülitites, kondensaatorites, transistorides ja ka patareides.
Ioonide implanteerimine on inseneriprotsess, mille käigus kiirendatakse konkreetse materjali ioone elektriväljas ja seejärel surutakse need kokku teise materjaliga, mis toimib immutamise vormina. See on üks tänapäevaste arvutite mikrokiipide tootmise põhiprotsesse ja grafiidi aatomid on tavaliselt üks aatomitüüpe, mida nendesse ränipõhistesse mikrokiipidesse infundeeritakse.
Lisaks grafiidi ainulaadsele rollile mikrokiipide tootmisel kasutatakse grafiidipõhiseid uuendusi nüüd ka traditsiooniliste kondensaatorite ja transistoride asendamiseks. Mõnede teadlaste sõnul võib grafeen olla räni täielik alternatiiv. See on 100 korda õhem kui väikseim ränitransistor, juhib elektrit palju tõhusamalt ja sellel on eksootilised omadused, mis võivad olla väga kasulikud kvantarvutuses. Grafeeni on kasutatud ka tänapäevastes kondensaatorites. Tegelikult on grafeenist superkondensaatorid väidetavalt 20 korda võimsamad kui traditsioonilised kondensaatorid (vabastades 20 W/cm3) ja need võivad olla 3 korda tugevamad kui tänapäevased suure võimsusega liitiumioonakud.
4. Patareid
Akude (kuivelementide ja liitiumioonakude) puhul on süsinik- ja grafiitmaterjalid samuti olulist rolli mänginud. Traditsiooniliste kuivelementide (patareid, mida me sageli kasutame oma raadiotes, taskulampides, pultides ja kellades) puhul on metallelektrood või grafiitvarras (katood) ümbritsetud niiske elektrolüüdipastaga ja mõlemad on kapseldatud metallsilindrisse.
Tänapäeva liitiumioonakud kasutavad anoodina samuti grafiiti. Vanemates liitiumioonakudes kasutati traditsioonilisi grafiitmaterjale, kuid nüüd, kui grafeen on muutumas kergemini kättesaadavaks, kasutatakse selle asemel grafeenanoode – peamiselt kahel põhjusel; 1. grafeenanoodid hoiavad energiat paremini ja 2. need lubavad laadimisaega, mis on 10 korda kiirem kui traditsioonilisel liitiumioonakul.
Laetavad liitiumioonakud on tänapäeval üha populaarsemad. Neid kasutatakse nüüd sageli kodumasinates, kaasaskantavas elektroonikas, sülearvutites, nutitelefonides, hübriidautodes, sõjaväe sõidukites ja ka lennunduses.
Postituse aeg: 15. märts 2021