La capacitat única del grafit de conduir l'electricitat mentre dissipa o transfereix la calor lluny dels components crítics el converteix en un gran material 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 els enginyers anomenen una sola capa de grafit a nivell atòmic, i aquestes capes primes de grafè s'estan enrotllant i utilitzant en nanotubs. Això es deu probablement a la impressionant conductivitat elèctrica i a la força 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 d'utilitzar-se en nanotecnologia, que encara és força nova en el món dels semiconductors, cal destacar que la majoria de 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 escombretes 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 s'allotja en un eix giratori.
3. Implantació iònica
El grafit s'utilitza ara amb més freqüència a la indústria electrònica. També s'utilitza en implantació d'ions, termoparells, interruptors elèctrics, condensadors, transistors i bateries.
La implantació iònica és un procés d'enginyeria on els ions d'un material determinat s'acceleren en un camp elèctric i són impactats en un altre material, com a forma d'impregnació. És un dels processos fonamentals utilitzats 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'estan utilitzant per substituir els condensadors i transistors tradicionals. Segons alguns investigadors, el grafè pot ser una alternativa possible 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 informàtica 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'ió de liti d'alta potència actuals.
4. Bateries
Quan es tracta de bateries (cel·les seques i ions de liti), els materials de carboni i grafit també han estat fonamentals aquí. En el cas d'una cèl·lula seca tradicional (les bateries que fem servir sovint a les nostres ràdios, llanternes, comandaments a distància i rellotges), un elèctrode metàl·lic o vareta de grafit (el càtode) està envoltat per una pasta d'electròlit humida, i tots dos estan encapsulats dins un cilindre metàl·lic.
Les modernes bateries d'ió de liti també utilitzen grafit com a ànode. Les bateries d'ions de liti més antigues utilitzaven materials de grafit tradicionals, però ara que el grafè està cada cop més disponible, ara s'utilitzen ànodes de grafè, principalment per dos motius; 1. Els ànodes de grafè contenen millor l'energia i 2. promet un temps de càrrega 10 vegades més ràpid que una bateria d'ió de liti tradicional.
Les bateries recarregables d'ions de liti són cada cop més populars en aquests dies. Ara s'utilitzen sovint en els nostres electrodomèstics, electrònica portàtil, ordinadors portàtils, telèfons intel·ligents, cotxes elèctrics híbrids, vehicles militars i també en aplicacions aeroespacials.
Hora de publicació: 15-mar-2021