Ku dhowaad wax kasta oo aan la kulanno adduunka casriga ah waxay ku tiirsan yihiin alaabta elektaroonigga ah ilaa xad.Tan iyo markii ugu horeysay ee aan ogaanay sida loo isticmaalo korontada si loo abuuro shaqo farsamo, waxaan abuurnay qalabyo kala duwan si aan u horumarino nolosheena.Laga soo bilaabo nalalka ilaa taleefannada casriga ah, qalab kasta oo aan horumarinay wuxuu ka kooban yahay dhowr qaybood oo fudud, kuwaas oo loo qaybiyay qaabab kala duwan.Runtii, in ka badan qarni, waxaan ku tashanaynay:
Kacaankeena casriga ah ee elektaroonigga ah wuxuu ku tiirsan yahay afartan nooc ee qaybaha iyo ka dib transistors, oo noo keenaya ku dhawaad wax kasta oo aan isticmaalno maanta.Markaan u tartamayno inaan yareyno aaladaha elektiroonigga ah, kormeerno dhinacyo badan oo nolosheena ah iyo xaqiiqada dhabta ah, gudbino xog badan oo awood yar leh, oo aan isku xirno aaladahayada midba midka kale, waxaan dhawaan la kulmi doonaa kuwan xaddidan ee caadiga ah.tignoolajiyada.Laakiin bilowgii qarniga 21aad, shan horumar ayaa isa soo taraya, waxayna bilaabeen inay beddelaan adduunkeenna casriga ah.Tani waa waxa wax walba dhacaya.
1.) Horumarinta graphene.Dhammaan walxaha laga helo dabeecadda ama lagu abuuray shaybaarka, dheemanku hadda ma aha walxaha ugu adag.Lix ayaa ka adag, kan ugu adagna waa graphene.graphene si lama filaan ah ugu kala soocay shaybaadhka 2004 waa xaashi kaarboon ah oo dhumucdiisuna tahay hal atom oo lagu wada qufulay qaab crystal ah oo laba geesood ah.Lix sano ka dib horumarkan, daahfurayaasheeda Andrei Heim iyo Kostya Novoselov waxay ku guuleysteen abaalmarinta Nobel Prize ee Fiisigiska.Ma aha oo kaliya maaddada ugu adag abid, waxayna si cajiib ah ugu adkeysaneysaa culeyska jireed, kiimikaad, iyo kulaylka, laakiin runtii waa shabag atomic ah oo qumman.
"Waxaa laga yaabaa in aan qarka u saarno in la yareeyo alaabta elektaroonigga ah, taas oo ka dhigi doonta kombiyuutarada kuwo waxtar leh mustaqbalka."
Graphene waxa kale oo uu leeyahay sifooyin soo jiidasho leh, taas oo macnaheedu yahay haddii aaladaha elegtarooniga ah, oo ay ku jiraan transistors, laga yaabo in laga sameeyo graphene halkii silikon, ay ka yarayn karaan kana dhaqso badan yihiin wax kasta oo aan maanta haysano.Haddii graphene lagu qaso balaastiig, balaastiiggu waxay isu rogi kartaa kulayl u adkaysta, walxo ka xoog badan, waxayna samayn kartaa koronto.Intaa waxaa dheer, daah-furnaanta graphene ee iftiinka waxay ku saabsan tahay 98%, taas oo macnaheedu yahay in ay kacaan u tahay muraayadaha taabashada ee hufan, muraayadaha iftiinka iyo xitaa unugyada qorraxda.Sida ay hay'adda Nobel Foundation sheegtay 11 sano ka hor, "Waxaa laga yaabaa inaan qarka u saarno inaan yareyno badeecad kale oo elegtaroonig ah, taasoo ka dhigi doonta kombuyuutar kuwo waxtar leh mustaqbalka."
2.) Resistors Buur dusha sare.Tani waa "teknoolojiyadda cusub" ee ugu da'da weyn, qof kasta oo waligiis falanqeeyay kombuyuutar ama taleefanka gacanta ayaa laga yaabaa inuu yaqaan.Iska caabiyaha buurta dushiisa waa shay yar oo leydi ah, oo badiyaa ka samaysan dhoobo, oo leh geeso wax qabsanaya labada daraf.Horumarinta dhoobada waxay ka hortagi kartaa socodka hadda iyada oo aan la baabi'in awoodda ama kuleylka, taas oo awood u leh in ay abuurto iska caabiyeyaasha ka sarreeya caabiyeyaasha dhaqameed ee hore loo isticmaalo: axial lead resistors.
Tilmaamahan ayaa ka dhigaya kuwo aad ugu habboon qalabka casriga ah ee elektiroonigga ah, gaar ahaan isticmaalka tamarta yar iyo qalabka mobile.Haddii aad u baahan tahay iska caabin, waxaad isticmaali kartaa mid ka mid ah SMD-yadan (aladaha dulsaarka dusha sare) si aad u yareyso cabbirka aad u baahan tahay iska caabiyaha ama aad u kordhiso awoodda aad ku codsan karto iyaga oo isku mid ah.
3.) Super capacitor.Capacitors waa mid ka mid ah tignoolajiyada elektiroonigga ah ee ugu da'da weyn.Waxay ku salaysan yihiin habayn fudud oo ay laba sagxadood (taariko, dhululubo, qolof spherical, iwm.) kala soocaan midba midka kale masaafo yar, labadan dushana waxay ilaalin karaan kharashyo siman iyo kuwo iska soo horjeeda.Marka aad isku daydo in aad hadda dhex marto capacitor-ka, waxa ay dalacaysaa;marka aad damiso ama xidho laba loox, capacitor-ku wuu soo daayaa.Capacitors waxay leeyihiin codsiyo kala duwan oo kala duwan, oo ay ku jiraan kaydinta tamarta, dillaaca degdega ah ee hal mar la sii daayo tamarta, iyo elektiroonigga piezoelectric, halkaas oo isbeddelada cadaadiska qalabka ay dhaliyaan calaamadaha elektiroonigga ah.
Dabcan, ma aha dhib kaliya in la soo saaro taargooyin badan oo leh kala fogaansho aad u yar oo aad iyo aad u yar, laakiin sidoo kale asal ahaan xaddidan.Horumarkii ugu dambeeyay ee agabka-gaar ahaan kaalshiyam copper titanate (CCTO)—waxay suurtogal ka dhigtaa in lagu kaydiyo xaddi badan oo koronto ah meelo yar yar: awood sare.Aaladan la yareeyey waa la dalaci karaa oo la sii dayn karaa marar badan ka hor intaanay dhammaan;si degdeg ah ayay u dalacayaan una soo daayaan;waxayna kaydiyaan 100 jeer tamar ka badan halbeeg kasta marka loo eego capacitors ka da'da weyn.Ilaa hadda sida alaabada elektiroonigga ah ee la yareeyey, waa tignoolajiyada ciyaarta beddeleysa.
4.) Super inductors.Midka ugu dambeeya ee "Saddexda Weyn", Super Inductor waa ka qaybqaataha ugu cusub, kaas oo aan la xaqiijin ilaa 2018. Inductor asal ahaan waa gariir, hadda iyo xudunta magnetizable ee la wada isticmaalo.Inductor-ku wuxuu ka soo horjeedaa isbeddelka dhulkiisa gudaha ee magnetka, taas oo macnaheedu yahay haddii aad isku daydo inaad u oggolaato socodka hadda socda mid ka mid ah, way iska caabin doontaa in muddo ah, ka dibna u oggolow hadda inuu si xor ah u dhex maro, ugu dambeyntiina u diido isbeddelkan mar kale markaad rogtay hadda off.Si wada jir ah ula resistors iyo capacitors, waxay yihiin saddexda walxood ee aasaasiga ah ee dhammaan wareegyada.Laakiin mar labaad, waxaa jira xaddid inta ay yaraan karaan.
Dhibaatadu waxay tahay in qiimaha inductance ku xiran tahay aagga dusha sare ee inductor, taas oo ah dilaaga riyo marka la eego miniaturization.Si kastaba ha noqotee, marka lagu daro dareenka magnetic qadiimiga ah, waxaa sidoo kale jira fikradda dhaqdhaqaaqa: qallafsanaanta qaybaha hadda-xambaarsan ayaa xannibaya isbeddelka dhaqdhaqaaqooda.Sida qudhaanjada xariiqda ku jirta ay tahay in ay midba midka kale “la hadlo” si uu xawaarahooda u beddelo, ayaa qaybahan hadda sida (sida elektarooniga ah) ay u baahan yihiin in ay xoog isku mariyaan midba midka kale si uu u dardargeliyo ama u dedejiyo.Iska caabinta isbeddelka waxay abuurtaa dareen dhaqdhaqaaq.Marka loo eego hoggaanka Kaustav Banerjee's Nanoelectronics Research Laboratory, inductor firfircoon oo isticmaalaya tignoolajiyada graphene ayaa la sameeyay: walxaha leh cufnaanta ugu sarreysa abid.
5.) Geli graphene qalab kasta.Hadda aynu xisaabtanno.Waxaan leenahay graphene.Waxaan haynaa noocyo "super" ah oo ah resistors, capacitors iyo inductors-yar-yar, qallafsan, la isku halayn karo oo hufan.Ugu yaraan aragti ahaan, caqabadaha ugu dambeeya ee kacaanka elektaroonigga ah ee ultra-miniaturization waa awoodda lagu beddelayo ku dhawaad qalab kasta oo ka samaysan shay kasta oo loo beddelo qalab elektaroonik ah.Si ay taasi suurtogal u noqoto, waxa kaliya ee aan u baahanahay waa in aan awoodno in aan ku dhejino qalabka elektarooniga ah ee graphene ku salaysan nooc kasta oo walxo ah oo aan rabno, oo ay ku jiraan alaabta dabacsan.Xaqiiqda ah in graphene ay bixiso dareere wanaagsan, dabacsanaan, xoog iyo dhaqdhaqaaq iyadoo aan waxyeello u geysan jidhka bini'aadamka ayaa ka dhigaysa doorasho ku habboon ujeedadan.
Dhowrkii sano ee la soo dhaafay, qalabka graphene iyo graphene waxaa lagu soo saaray kaliya dhowr hannaan oo leh xaddidaadyo badan.Waxaad oksidhiye kartaa garaafka hore ee caadiga ah, ka dibna ku milmi biyaha, ka dibna waxaad samayn kartaa graphene adigoo isticmaalaya uumiga kiimikada.Si kastaba ha ahaatee, kaliya dhowr substrates ayaa sidan u dhigi kara graphene.Waxaad si kiimiko ah u yareeyn kartaa graphene oxide, laakiin haddii aad sameyso, waxaad ku dambayn doontaa garaafka tayada liidata.Waxa kale oo aad soo saari kartaa graphene adigoo isticmaalaya diirka farsamada, laakiin tani kuma ogolaanayso inaad xakamayso xajmiga ama dhumucda graphene ee la soo saaray.
Halkani waa halka horumarka graphene xaradhka laysarka uu jiifo.Waxaa jira laba siyaabood oo waaweyn oo tan lagu gaaro.Mid waa in lagu bilaabo graphene oxide.Si la mid ah sidii hore: waxaad oxidize garaafyada, laakiin halkii aad ka yareyn lahayd kiimikaad, waxaad ku yaraynaysaa laser.Si ka duwan oksaydhka graphene ee kiimikaad ahaan la dhimay, tani waxay abuurtaa alaab tayo sare leh oo loo isticmaali karo supercapacitors, wareegyada elektarooniga ah, iyo kaadhadhka xusuusta, si loo magacaabo dhowr.
Waxa kale oo aad isticmaali kartaa polyimide - caag heerkul sare leh - oo isticmaal laser si aad si toos ah ugu sawirto graphene.Laysarku wuxuu jebiyaa curaarta kiimikaad ee shabakada polyimide, iyo atamka kaarboonku waxay dib isugu geeyaan kulayl si ay u sameeyaan xaashi garaafeed dhuuban oo tayo sare leh.Polyimide waxay soo bandhigtay tiro badan oo codsiyo suurtagal ah, sababtoo ah haddii aad ku dhejin kartid wareegyada graphene, waxaad asal ahaan u rogi kartaa qaab kasta oo polyimide ah qalab elektaroonik ah oo xiran.Kuwaas, oo aan magacyo dhowr ah, waxaa ka mid ah:
Laakiin waxaa laga yaabaa in waxa ugu xiisaha badan - tixgelinta soo ifbaxa iyo kor u kaca graphene-laser-ku-qoran yahay iyo goob-joogga ah ee daahfurka cusub - ayaa ku jira jaan-goynta hadda suurtogalka ah.Isticmaalka graphene-ku-qoran laysarka, waxaad ururin kartaa oo kaydin kartaa tamarta: qalabka xakamaynta tamarta.Mid ka mid ah tusaalooyinka ugu naxdinta badan ee tignoolajiyada ku guul daraystay horumarka waa baytariyada.Maanta, waxaan ku dhawaad isticmaalnaa baytariyada kiimikaad unug qallalan si aan u kaydino tamarta korantada, taas oo ah tignoolajiyada soo jirtay boqolaal sano.Noocyo aaladaha kaydinta cusub ayaa la sameeyay, sida baytariyada zinc-hawada iyo capacitors koronto kiimikaad dabacsan oo xaalad adag leh.
Isticmaalka graphene-lasar-ku-qoran, ma beddeli karno oo keliya habka aan u kaydinno tamarta, laakiin sidoo kale ma abuuri karno qalab la xiran karo oo tamarta farsamada u beddelaya tamar koronto: nanogenerator.Waxaan abuuri karnaa qalab sawir-qaade dabiici ah oo heer sare ah, kaas oo gabi ahaanba bedeli kara tamarta qorraxda.Waxaan sidoo kale samayn karnaa unugyo biofuel ah oo dabacsan;fursadaha waa weyn.Xagga ururinta iyo kaydinta tamarta, kacaanku wuxuu ku dhow yahay inuu dhaco muddo gaaban.
Intaa waxaa dheer, graphene laser-ku-qoran waa inuu keenaa casri dareen oo aan horay loo arag.Tan waxaa ku jira dareemayaasha jirka, sababtoo ah isbeddellada jirka, sida heerkulka ama cadaadiska, waxay keeni karaan isbeddel ku yimaada sifooyinka korantada, sida caabbinta iyo xannibaadda (oo ay ku jiraan ka qayb qaadashada awoodda iyo inductance).Waxa kale oo ka mid ah aaladaha lagu ogaanayo isbeddellada sifooyinka gaaska iyo huurka, iyo-marka lagu dhejiyo jidhka bini'aadamka-isbeddelka jireed ee calaamadaha muhiimka ah ee qof.Tusaale ahaan, "Star Trek" waxay dhiirigelisay fikradda qalabka triaxial, ilaa iyo inta calaamadaha muhiimka ah ee kormeerka boogaha si fudud loo rakibay, waxay isla markiiba na xasuusin doontaa isbeddel kasta oo walaac leh oo jirka ah, kaas oo dhawaan noqon doona mid duugoobay.
Fikirkan waxa kale oo uu furi karaa goob cusub oo dhan: biosensors oo ku salaysan tignoolajiyada garaafka xaradhka laysarka.Cunaha macmalka ah ee ku salaysan graphene-lasar-ku-qoran ayaa kaa caawin kara la-socodka gariirada cunaha iyo in la ogaado farqiga u dhexeeya qufaca, huuridda, qaylada, wax liqidda iyo dhaqdhaqaaqa ruugista.Haddii aad rabto inaad abuurto bioreceptor-ka macmal ah oo bartilmaameedsan kara unugyo gaar ah, naqshadeeya biosensors kala duwan oo la xidhi karo, iyo xitaa kaa caawinta xaqiijinta codsiyada telemedicine kala duwan, graphene laser xardhay ayaa sidoo kale leh awood weyn.
Ma ahayn ilaa 2004tii in habka loo soo saaro xaashida graphene ugu yaraan si ula kac ah loo sameeyay markii ugu horeysay.17-ka sano ee soo socda, horumarro is-bar-bar socda oo is-bar-bar socday ayaa ugu dambayntii dhigay suurtogalnimada in si buuxda loo beddelo habka ay dadku ula falgalaan aaladaha elektaroonigga ah ee safka hore.Marka la barbardhigo dhammaan hababka hore ee soo saarista iyo soo saarista qalabka graphene-ku salaysan, graphene-laser-ku-qoray wuxuu u oggolaanayaa fudud, wax-soo-saarka, tayada sare leh, iyo qaababka garaafyada ee jaban ee codsiyada kala duwan oo ay ku jiraan qalabka elektiroonigga ah ee maqaarka.isbedel.
Mustaqbalka dhow, ma aha wax aan macquul ahayn in la filayo horumarka qaybta tamarta, oo ay ku jiraan xakamaynta tamarta, goosashada tamarta, iyo kaydinta tamarta.Mustaqbalka dhow, waxaa sidoo kale jira horumarro lagu sameeyay dareemayaasha, oo ay ku jiraan dareemayaasha jirka, dareemayaasha gaaska, iyo xitaa biosensors.Kacaanka ugu weyn ayaa laga yaabaa inuu ka yimaado aaladaha la xiran karo, oo ay ku jiraan kuwa loo isticmaalo in lagu baaro codsiyada telemedicine.Waxaa hubaal ah in weli ay jiraan caqabado iyo caqabado badan.Laakiin caqabadahani waxay u baahan yihiin koror halkii ay ka ahaan lahaayeen horumar kacaan.Iyadoo horumarinta joogtada ah ee qalabka ku xiran iyo internetka ee Waxyaabaha, baahida loo qabo alaabta elektiroonigga ah ee aadka u yar ayaa ka weyn sidii hore.Horumarkii ugu dambeeyay ee tignoolajiyada graphene, siyaabo badan, mustaqbalka ayaa yimid.
Nooc cusub oo nadiifiyaha biyaha ah oo si fudud oo degdeg ah u nadiifin kara biyaha webiga ayaa gacan ka geysan doona xallinta dhibaatada biyo la'aanta caalamiga ah.
Waqtiga boostada: Febraayo-11-2020