Graphene Meets Product Solutions

بقلم Frans Alkemade, CEO، Graphene Integrations

عندما تقرر تجربة الغرافين في منتج ما، فإن السؤال العملي الأول ليس كم، بل: في أي شيء؟ فالغرافين لا يمتزج بمعظم المواد من تلقاء نفسه، لذلك نورّده مشتتًا مسبقًا في وسط ناقل سائل. واختيار الوسط الناقل الصحيح هو العامل الأهم في بقاء الغرافين موزعًا في منتجك بدلًا من أن يتكتل. يستعرض هذا المقال عائلات الأوساط الناقلة الأربع التي نصنعها، الماء والمذيب والراتنج والزيت، وكيف تختار واحدة منها. وإذا كانت الفكرة جديدة عليك، فابدأ بمقال ما هو تشتت الغرافين (ولماذا ليس مسحوقًا).

بقلم Frans Alkemade, CEO، Graphene Integrations

أصبح الغرافين من أكثر الإضافات بحثًا في مجال الطلاءات، ويعود ذلك أساسًا إلى خاصية واحدة: صفيحة الغرافين المثالية لا تسمح بمرور حتى جزيئات الغاز الصغيرة. يشرح هذا المقال لماذا يهم ذلك للدهانات، ولماذا الطلاءات الحقيقية أعقد من صفيحة مثالية، وكيف تُورَّد إضافة الغرافين للدهانات لدينا (Graphene Paint Additive)، وكيف ينبغي لمُركِّب الطلاءات أن يختبرها.

فكرة الحاجز

في عام 2008، أظهر باحثون أن غشاءً واحدًا من الغرافين خاليًا من العيوب كان غير منفذ للغازات الشائعة، بما فيها الهيليوم (Bunch et al., Nano Letters). وقد أطلقت تلك النتيجة كمًّا كبيرًا من الأبحاث عن الغرافين كمادة حاجزة.

بقلم Frans Alkemade, CEO، Graphene Integrations

يتمتع الغرافين بسمعة متميزة في علم المواد. فعند قياسه على صفيحة واحدة مثالية، يُعد من أقوى المواد المعروفة (Lee et al., Science, 2008). والتحدي أمام مُركِّب البلاستيك هو نقل ولو جزء من ذلك إلى قطعة بلاستيكية حقيقية. يتناول هذا المقال كيف يُضاف الغرافين إلى البلاستيك، ولماذا التشتت هو الجزء الصعب، وكيف تُورَّد إضافة الغرافين للبلاستيك لدينا (Graphene Plastic Additive)، وكيف تخطط لتجربة.

لماذا الغرافين في البلاستيك

ينظر مهندسو البلاستيك عادةً إلى الغرافين لسبب أو أكثر من الأسباب التالية:

بقلم Frans Alkemade, CEO، Graphene Integrations

يتكون قطب الليثيوم أيون في معظمه من المادة الفعالة، وهي الجسيمات التي تخزن الليثيوم، تربطها مادة رابطة. ومعظم المواد الفعالة لا توصل الكهرباء جيدًا بمفردها، لذلك يضيف مصنّعو الأقطاب كمية صغيرة من إضافة موصلة لمساعدة الإلكترونات على التحرك بين الجسيمات ومجمّع التيار. والإضافات الموصلة القائمة على الكربون هي المعيار. ويُدرس الغرافين كإضافة موصلة لأن صفائحه الرقيقة المرنة يمكنها ربط جسيمات كثيرة في آن واحد. يشرح هذا المقال الفكرة، والمسائل العملية، وكيف يمكن لفرق البحث والتطوير تقييم إضافة الغرافين للبطاريات لدينا (Graphene Battery Additive).

اختيار مورّد غرافين أصعب مما يبدو، لأن «الغرافين» يشمل طيفًا واسعًا من المواد والصيغ، ومن السهل إطلاق ادعاءات عن الأداء. إذا كنت مصنّعًا وترغب في إضافة الغرافين إلى منتج، فإن هذه الأسئلة العشرة تساعدك على مقارنة الموردين بحسب ما يهم. نجيب عن كل سؤال بالنسبة إلى Graphene Integrations، وهي مصنّع أمريكي للغرافين في شارلوت، كارولاينا الشمالية.

1. بأي صيغة يُورَّد الغرافين؟

المسحوق والمعجون والدفعة الرئيسية (masterbatch) والمشتّت تُباع كلها على أنها «غرافين». وتتطلب كل صيغة قدرًا مختلفًا من العمل من جانبك. نورّد الغرافين مشتتًا مسبقًا في وسط ناقل سائل فقط، ولا نبيعه أبدًا رقائق أو مسحوقًا جافًا.

2. هل يمكن توريده في الوسط الناقل الذي أستخدمه؟

يكون الغرافين أكثر فائدة عندما يصل في المادة التي تستخدمها أصلًا. نشتّت الغرافين في الماء والمذيبات والراتنجات والزيوت. أخبرنا بالوسط الناقل والتطبيق وسنقول لك ما يمكننا تصنيعه.

مبرّداتنا القائمة على الغرافين لمراكز البيانات متوفرة بصيغتين، وهما غير قابلتين للتبادل. ThermaGraph™ هو غرافين في ماء منزوع الأيونات، مصمم للتبريد السائل في حلقة مغلقة داخل المباني. أما ThermaGraph-D™ فهو غرافين في زيت معدني أبيض، مصاغ كعازل كهربائي للتبريد بالغمر أحادي الطور. يستخدم كلاهما الغرافين بتحميل منخفض: من 0.5 إلى 1.5٪ وزنًا في ThermaGraph™، ومن 0.05 إلى 0.20٪ وزنًا في ThermaGraph-D™. يساعدك هذا الدليل على تحديد أيهما يناسب طريقة تبريد خوادمك. المنتجان كلاهما patent pending (براءة اختراع قيد الإيداع) ويُصنعان في شارلوت، كارولاينا الشمالية.

ابدأ بطريقة تبريد خوادمك

• ألواح باردة أو وحدات CDU أو مبادلات حرارية بالباب الخلفي في حلقة مائية: ThermaGraph™.
• خوادم مغمورة في خزان أحادي الطور: ThermaGraph-D™.

لا تخلط بينهما ولا تستخدم أحدهما بدل الآخر.