La capacità unica della grafite di condurre l'elettricità dissipando o trasferendo il calore dai componenti critici lo rende un ottimo materiale per applicazioni elettroniche inclusi semiconduttori, motori elettrici e persino la produzione di batterie moderne.
Il grafene è ciò che scienziati e ingegneri chiamano un singolo strato di grafite a livello atomico e questi sottili strati di grafene vengono arrotolati e utilizzati nei nanotubi.Ciò è probabilmente dovuto all'impressionante conduttività elettrica e all'eccezionale resistenza e rigidità del materiale.
I nanotubi di carbonio odierni sono costruiti con un rapporto lunghezza-diametro fino a 132.000.000:1, che è significativamente più grande di qualsiasi altro materiale.Oltre ad essere utilizzato nella nanotecnologia, che è ancora piuttosto nuova nel mondo dei semiconduttori, va notato che la maggior parte dei produttori di grafite produce da decenni gradi specifici di grafite per l'industria dei semiconduttori.
2. Motori elettrici, generatori e alternatori
Il materiale in grafite di carbonio viene spesso utilizzato anche in motori elettrici, generatori e alternatori sotto forma di spazzole di carbone.In questo caso una "spazzola" è un dispositivo che conduce la corrente tra fili fissi e una combinazione di parti mobili, e di solito è alloggiata in un albero rotante.
3. Impianto ionico
La grafite viene ora utilizzata con maggiore frequenza nell'industria elettronica.Viene utilizzato anche nell'impianto ionico, nelle termocoppie, negli interruttori elettrici, nei condensatori, nei transistor e nelle batterie.
L'impianto ionico è un processo ingegneristico in cui gli ioni di un particolare materiale vengono accelerati in un campo elettrico e vengono colpiti in un altro materiale, come forma di impregnazione.È uno dei processi fondamentali utilizzati nella produzione di microchip per i nostri computer moderni e gli atomi di grafite sono in genere uno dei tipi di atomi che vengono infusi in questi microchip a base di silicio.
Oltre al ruolo unico della grafite nella produzione di microchip, le innovazioni basate sulla grafite vengono ora utilizzate per sostituire anche i tradizionali condensatori e transistor.Secondo alcuni ricercatori, il grafene potrebbe essere una possibile alternativa al silicio del tutto.È 100 volte più sottile del più piccolo transistor al silicio, conduce l'elettricità in modo molto più efficiente e ha proprietà esotiche che possono essere molto utili nell'informatica quantistica.Il grafene è stato utilizzato anche nei moderni condensatori.In effetti, i supercondensatori al grafene sono presumibilmente 20 volte più potenti dei condensatori tradizionali (rilasciando 20 W/cm3) e potrebbero essere 3 volte più potenti delle odierne batterie agli ioni di litio ad alta potenza.
4. Batterie
Quando si tratta di batterie (a secco e agli ioni di litio), anche i materiali in carbonio e grafite sono stati fondamentali.Nel caso di un tradizionale pile a secco (le batterie che usiamo spesso nelle nostre radio, torce elettriche, telecomandi e orologi), un elettrodo metallico o un'asta di grafite (il catodo) è circondato da una pasta elettrolitica umida ed entrambi sono incapsulati all'interno un cilindro di metallo.
Anche le moderne batterie agli ioni di litio utilizzano la grafite, come anodo.Le vecchie batterie agli ioni di litio utilizzavano i tradizionali materiali di grafite, tuttavia ora che il grafene sta diventando più facilmente disponibile, ora vengono utilizzati anodi di grafene, principalmente per due motivi;1. gli anodi di grafene trattengono meglio l'energia e 2. promettono un tempo di ricarica 10 volte più veloce di una tradizionale batteria agli ioni di litio.
Le batterie ricaricabili agli ioni di litio stanno diventando sempre più popolari in questi giorni.Ora sono spesso utilizzati nei nostri elettrodomestici, elettronica portatile, laptop, smartphone, auto elettriche ibride, veicoli militari e anche in applicazioni aerospaziali.
Tempo di pubblicazione: 15-mar-2021