La capacitat única del grafit per conduir l'electricitat mentre dissipa o transfereix calor lluny dels components crítics el converteix en un material excel·lent per a aplicacions electròniques, com ara semiconductors, motors elèctrics i fins i tot la producció de bateries modernes.
El grafè és el que els científics i enginyers anomenen una sola capa de grafit a nivell atòmic, i aquestes fines capes de grafè s'enrotllen i s'utilitzen en nanotubs. Això probablement es deu a la impressionant conductivitat elèctrica i a la resistència i rigidesa excepcionals del material.
Els nanotubs de carboni actuals es construeixen amb una relació longitud-diàmetre de fins a 132.000.000:1, que és significativament més gran que qualsevol altre material. A més de ser utilitzats en nanotecnologia, que encara és força nova en el món dels semiconductors, cal tenir en compte que la majoria dels fabricants de grafit fa dècades que fabriquen graus específics de grafit per a la indústria dels semiconductors.
2. Motors elèctrics, generadors i alternadors
El material de grafit de carboni també s'utilitza amb freqüència en motors elèctrics, generadors i alternadors en forma de raspalls de carbó. En aquest cas, un "raspall" és un dispositiu que condueix el corrent entre cables estacionaris i una combinació de peces mòbils, i normalment està allotjat en un eix giratori.
3. Implantació d'ions
El grafit s'utilitza ara amb més freqüència a la indústria electrònica. S'utilitza en la implantació d'ions, termoparells, interruptors elèctrics, condensadors, transistors i també bateries.
La implantació iònica és un procés d'enginyeria en què els ions d'un material concret s'acceleren en un camp elèctric i impacten en un altre material, com a forma d'impregnació. És un dels processos fonamentals que s'utilitzen en la producció de microxips per als nostres ordinadors moderns, i els àtoms de grafit solen ser un dels tipus d'àtoms que s'infonen en aquests microxips basats en silici.
A més del paper únic del grafit en la producció de microxips, les innovacions basades en el grafit també s'utilitzen per substituir els condensadors i transistors tradicionals. Segons alguns investigadors, el grafè podria ser una possible alternativa al silici. És 100 vegades més prim que el transistor de silici més petit, condueix l'electricitat de manera molt més eficient i té propietats exòtiques que poden ser molt útils en la computació quàntica. El grafè també s'ha utilitzat en condensadors moderns. De fet, els supercondensadors de grafè són suposadament 20 vegades més potents que els condensadors tradicionals (alliberen 20 W/cm3), i poden ser 3 vegades més forts que les bateries d'ions de liti d'alta potència actuals.
4. Bateries
Pel que fa a les bateries (de pila seca i de ions de liti), els materials de carboni i grafit també han estat fonamentals. En el cas d'una pila seca tradicional (les bateries que sovint fem servir a les nostres ràdios, llanternes, comandaments a distància i rellotges), un elèctrode metàl·lic o una vareta de grafit (el càtode) està envoltat per una pasta electrolítica humida, i tots dos estan encapsulats dins d'un cilindre metàl·lic.
Les bateries d'ions de liti modernes d'avui dia també utilitzen grafit, com a ànode. Les bateries d'ions de liti més antigues utilitzaven materials de grafit tradicionals, però ara que el grafè és cada cop més fàcil d'obtenir, ara s'utilitzen ànodes de grafè, principalment per dues raons: 1. els ànodes de grafè retenen millor l'energia i 2. prometen un temps de càrrega 10 vegades més ràpid que una bateria d'ions de liti tradicional.
Les bateries recarregables de ions de liti són cada cop més populars avui dia. Ara s'utilitzen sovint en electrodomèstics, electrònica portàtil, ordinadors portàtils, telèfons intel·ligents, cotxes elèctrics híbrids, vehicles militars i també en aplicacions aeroespacials.
Data de publicació: 15 de març de 2021