Grafitin, elektriği iletirken aynı zamanda ısıyı kritik bileşenlerden uzaklaştırma veya dağıtma konusundaki eşsiz yeteneği, onu yarı iletkenler, elektrik motorları ve hatta modern pillerin üretimi de dahil olmak üzere elektronik uygulamalar için mükemmel bir malzeme haline getiriyor.
Bilim insanları ve mühendisler, atomik düzeyde tek bir grafit katmanına grafen adını veriyor ve bu ince grafen katmanları rulo haline getirilerek nanotüplerde kullanılıyor. Bunun nedeni muhtemelen malzemenin etkileyici elektriksel iletkenliği ve olağanüstü mukavemeti ve sertliğidir.
Günümüz karbon nanotüpleri, 132.000.000:1'e varan bir uzunluk-çap oranıyla üretiliyor; bu da diğer tüm malzemelerden önemli ölçüde daha büyük bir oran. Yarı iletken dünyasında hala oldukça yeni olan nanoteknolojide kullanılmasının yanı sıra, çoğu grafit üreticisinin on yıllardır yarı iletken endüstrisi için belirli grafit türleri ürettiğini de belirtmek gerekir.
2. Elektrik Motorları, Jeneratörler ve Alternatörler
Karbon grafit malzeme, elektrik motorlarında, jeneratörlerde ve alternatörlerde karbon fırça şeklinde de sıklıkla kullanılır. Bu durumda "fırça", sabit teller ile hareketli parçalar arasında akım ileten ve genellikle dönen bir şaft içinde bulunan bir cihazdır.
3. İyon İmplantasyonu
Grafit, elektronik endüstrisinde giderek daha sık kullanılmaktadır. İyon implantasyonunda, termokupllarda, elektrik anahtarlarında, kapasitörlerde, transistörlerde ve pillerde de kullanılmaktadır.
İyon implantasyonu, belirli bir malzemenin iyonlarının bir elektrik alanında hızlandırılıp başka bir malzemeye emdirilmesi şeklinde uygulanan bir mühendislik işlemidir. Modern bilgisayarlarımız için mikroçiplerin üretiminde kullanılan temel işlemlerden biridir ve grafit atomları tipik olarak bu silikon tabanlı mikroçiplerin içine yerleştirilen atom türlerinden biridir.
Grafitin mikroçip üretimindeki benzersiz rolünün yanı sıra, grafit tabanlı yenilikler artık geleneksel kapasitörlerin ve transistörlerin yerini almak için de kullanılıyor. Bazı araştırmacılara göre, grafen silikonun tamamen alternatifi olabilir. En küçük silikon transistörden 100 kat daha ince, elektriği çok daha verimli iletiyor ve kuantum hesaplamada çok faydalı olabilecek egzotik özelliklere sahip. Grafen ayrıca modern kapasitörlerde de kullanılıyor. Aslında, grafen süperkapasitörlerin geleneksel kapasitörlerden 20 kat daha güçlü (20 W/cm3 güç üretiyor) ve günümüzün yüksek güçlü lityum iyon pillerinden 3 kat daha güçlü olabileceği söyleniyor.
4. Piller
Piller (kuru pil ve lityum-iyon) söz konusu olduğunda, karbon ve grafit malzemeler burada da çok önemli rol oynamıştır. Geleneksel bir kuru pilde (radyolarımızda, el fenerlerimizde, uzaktan kumandalarımızda ve saatlerimizde sıklıkla kullandığımız piller), metal bir elektrot veya grafit çubuk (katot) nemli bir elektrolit macunu ile çevrilidir ve her ikisi de metal bir silindir içine yerleştirilmiştir.
Günümüzün modern lityum iyon pilleri de anot olarak grafit kullanıyor. Eski lityum iyon piller geleneksel grafit malzemeler kullanırken, grafenin daha kolay bulunabilir hale gelmesiyle birlikte artık grafen anotlar kullanılıyor; bunun başlıca iki nedeni var: 1. Grafen anotlar enerjiyi daha iyi tutuyor ve 2. Geleneksel lityum iyon pillere göre 10 kat daha hızlı şarj süresi vaat ediyor.
Şarj edilebilir lityum iyon piller günümüzde giderek daha popüler hale geliyor. Artık ev aletlerimizde, taşınabilir elektronik cihazlarda, dizüstü bilgisayarlarda, akıllı telefonlarda, hibrit elektrikli arabalarda, askeri araçlarda ve havacılık uygulamalarında da sıklıkla kullanılıyorlar.
Yayın tarihi: 15 Mart 2021