L'anno scorso, Tesla Motors Inc. (TSLA TSLATesla Inc302. 78-1. 08% creata con Highstock 4. 2. 6 ) ha annunciato che avrebbe iniziato a produrre la sua propria linea di sistemi di batterie residenziali e commerciali e condurre una ricerca scientifica sulla tecnologia delle batterie al fine di migliorare l'efficienza energetica delle sue auto elettriche. Uno degli aspetti più interessanti di questa ricerca è il potenziale utilizzo del grafene, una configurazione unica di atomi di carbonio che forma un livello bidimensionale come un nido d'ape. Altre configurazioni di carbonio includono grafite, diamanti, sfere bucky e carbone.

Il grafene è lodato come materiale "miracolo", con una forza stimata 100 volte più forte dell'acciaio ad una frazione del peso. Storicamente, questo materiale è stato molto difficile e costoso da produrre, ed è stato usato principalmente in usi di nicchia all'interno dell'industria dei semiconduttori. Infatti, non è stato isolato fino al 2004. Oggi, tuttavia, vengono sperimentati nuovi e più semplici metodi per produrre grandi quantitativi di grafene e la gamma di possibili usi può avere un potenziale disagio in una serie di industrie.

Batterie

Tesla è tra un gran numero di aziende e università che studiano come il grafene possa essere usato per risolvere il problema della dimensione e dell'efficienza della batteria. L'impiego di grafene nelle celle delle batterie può migliorare notevolmente la capacità e la velocità di ricarica e scarica rispetto alla tecnologia contemporanea di oggi, caricando fino a 10 volte più velocemente di una batteria agli ioni di litio. Il grafene può anche ridurre la dimensione delle batterie migliorando notevolmente la densità energetica. La combinazione di una carica più veloce, una batteria più piccola sarà un enorme miglioramento per l'elettronica di consumo, dispositivi mobili e veicoli elettrici. (Per la lettura relativa, vedere: Investimenti in tecnologia batteria Opportunità . )

Celle solari

Il grafene non è solo utile nell'energia della batteria, ma può anche migliorare lo stato attuale dei pannelli solari fotovoltaici. Il riflesso di alcuni dei raggi solari sulla superficie dei pannelli solari è oggi un grosso problema, poiché la loro ombreggiatura in qualche modo ridurrebbe anche la quantità di energia che possono produrre. L'aggiunta di uno strato di grafene funge da rivestimento antiriflesso che consente di passare la maggior parte dell'energia della luce per essere convertita in elettricità. La ricerca ha dimostrato che il grafene può ridurre la riflettività del 15-35%.

Transistori

I transistori sono le porte logiche on-off che alimentano microchip e hanno scatenato la rivoluzione del computer. Oggi, la Legge di Moore ha previsto che il numero di transistori che possono essere inseriti su un chip raddoppierà ogni 18 mesi e la predicazione è finora fruizione.La tecnologia sta ora spingendo i limiti del silicio come substrato per costruire semiconduttori, il che significa che la Legge di Moore non può più contenere. Il grafene può essere un sostituto del silicio per consentire una maggiore densità di transistor. I ricercatori a MIT e altrove stanno cercando come realizzare un microchip a base di grafene. . Applicazioni mediche

Gli usi medici per il grafene includono l'ingegneria dei tessuti. La stampa tridimensionale e altri metodi di organi crescenti si basano su una robusta matrice su cui crescere le cellule. L'aggiunta di particelle di grafene nano a materiali esistenti ha dimostrato di migliorare la sua robustezza strutturale.

È stato dimostrato che il grafene è stato assunto da cellule specifiche tra cui le cellule tumorali, rendendolo un potenziale vettore per la consegna di farmaci mirati. Attualmente sono in corso esperimenti per vedere se può essere usato per il trattamento del cancro del polmone. La sostanza è stata anche dimostrata per aumentare la reazione a catena della polimerasi o il PCR, il metodo usato per sequenziare i genomi e identificare i geni.

La linea di fondo

Graphene è una parola che probabilmente saremo sempre più udenti in quanto ricercatori di tutto il mondo iniziano a studiare questo materiale unico a base di carbonio. Oltre a quanto sopra, ci sono una serie di proposte alternative utilizzate per il grafene. Questi includono l'utilizzo come lubrificante per rilevare la luce infrarossa, per sviluppare l'elettronica indossabile, come tecnologia di filtrazione dell'acqua e come rivestimento impermeabile. Nei prossimi anni, ancora più casi di utilizzo potenziale saranno sicuri di essere identificati e messi in produzione.