የ Graphene መተግበሪያ

1. የጅምላ ምርት እና ትልቅ-መጠን ችግሮች ቀስ በቀስ እመርታ ጋር, graphene ያለውን የኢንዱስትሪ መተግበሪያ ፍጥነት እየተፋጠነ ነው. በነባር የምርምር ውጤቶች ላይ በመመስረት የመጀመሪያዎቹ የንግድ መተግበሪያዎች ተንቀሳቃሽ መሳሪያዎች፣ ኤሮስፔስ እና አዲስ ሃይል ሊሆኑ ይችላሉ። የባትሪ መስክ. መሰረታዊ ምርምር ግራፊን ለፊዚክስ መሰረታዊ ምርምር ልዩ ጠቀሜታ አለው። በንድፈ ሀሳብ ብቻ በሙከራዎች ከመረጋገጡ በፊት አንዳንድ የኳንተም ተፅእኖዎችን ያስችላል።

2. በሁለት-ልኬት ግራፊን ውስጥ የኤሌክትሮኖች ብዛት የሌለ ይመስላል። ይህ ንብረት grapheneን አንጻራዊ የኳንተም ሜካኒኮችን ለማጥናት የሚያገለግል ብርቅዬ የታመቀ ነገር ያደርገዋል–ምክንያቱም ጅምላ-አልባ ቅንጣቶች በብርሃን ፍጥነት መንቀሳቀስ አለባቸው ስለዚህ በአንፃራዊ የኳንተም መካኒኮች መገለጽ አለበት ፣ይህም የንድፈ ፊዚክስ ሊቃውንትን አዲስ የምርምር አቅጣጫ ይሰጣል፡- አንዳንድ በመጀመሪያ ግዙፍ ቅንጣት አፋጣኝ ውስጥ መካሄድ የሚያስፈልጋቸው ሙከራዎች በትናንሽ ላቦራቶሪዎች ውስጥ በግራፊን ሊደረጉ ይችላሉ። የዜሮ ኢነርጂ ክፍተት ሴሚኮንዳክተሮች በዋናነት ባለ አንድ-ንብርብር ግራፊን ናቸው፣ እና ይህ የኤሌክትሮኒክስ መዋቅር የጋዝ ሞለኪውሎችን በላዩ ላይ ያለውን ሚና በእጅጉ ይጎዳል። ከጅምላ ግራፋይት ጋር ሲወዳደር የአንድ-ንብርብር ግራፊን ተግባር የወለል ምላሽ እንቅስቃሴን ለመጨመር በግራፊን ሃይድሮጂንዳሽን እና በኦክሳይድ ግብረመልሶች ውጤት ይታያል ፣ ይህም የግራፊን ኤሌክትሮኒካዊ መዋቅር የወለል እንቅስቃሴን ማስተካከል እንደሚችል ያሳያል ።

3. በተጨማሪም, የኤሌክትሮን graphene መዋቅር ጋዝ ሞለኪውል adsorption ያለውን induction ብቻ ሳይሆን አጓጓዦች በማጎሪያ, ነገር ግን ደግሞ የተለያዩ graphene ጋር doped ይቻላል ያለውን መነሳሳት በማድረግ መቀየር ይቻላል. አነፍናፊ ግራፊን ወደ ኬሚካዊ ዳሳሽ ሊሠራ ይችላል። ይህ ሂደት በዋነኝነት የሚጠናቀቀው በግራፊን ላይ ባለው የማስታወቂያ አፈፃፀም ነው። በአንዳንድ ምሁራን ጥናት መሰረት የግራፊን ኬሚካላዊ መመርመሪያዎች ስሜታዊነት ከአንድ ሞለኪውል መለየት ገደብ ጋር ሊመሳሰል ይችላል. የግራፊን ልዩ ባለ ሁለት አቅጣጫዊ መዋቅር ለአካባቢው አካባቢ በጣም ስሜታዊ ያደርገዋል። ግራፊን ለኤሌክትሮኬሚካላዊ ባዮሴንሰሮች ተስማሚ ቁሳቁስ ነው። ከግራፊን የተሰሩ ዳሳሾች በመድኃኒት ውስጥ ዶፖሚን እና ግሉኮስን ለመለየት ጥሩ ስሜት አላቸው። ትራንዚስተሮችን ለመሥራት ትራንዚስተር ግራፊን መጠቀም ይቻላል. በግራፊን መዋቅር ከፍተኛ መረጋጋት ምክንያት ይህ ዓይነቱ ትራንዚስተር አሁንም በአንድ አቶም ሚዛን ላይ በተረጋጋ ሁኔታ ሊሠራ ይችላል።

4. በአንጻሩ, የአሁኑ ሲሊከን ላይ የተመሠረቱ ትራንዚስተሮች ገደማ 10 ናኖሜትር ልኬት ላይ ያላቸውን መረጋጋት ያጣሉ; በግራፍ ውስጥ ያለው የኤሌክትሮኖች እጅግ በጣም ፈጣን ምላሽ ፍጥነት ወደ ውጫዊ መስክ የተሰሩ ትራንዚስተሮች በጣም ከፍተኛ የክወና ድግግሞሽ ላይ እንዲደርሱ ያደርጋል። ለምሳሌ፣ IBM በየካቲት 2010 የግራፊን ትራንዚስተሮችን የስራ ድግግሞሹን ወደ 100 GHz እንደሚያሳድግ አስታውቋል፣ ይህም ተመሳሳይ መጠን ካላቸው የሲሊኮን ትራንዚስተሮች ይበልጣል። ተጣጣፊ ማሳያ የታጠፈው ስክሪን በሸማቾች ኤሌክትሮኒክስ ትርኢት ላይ ብዙ ትኩረትን የሳበ ሲሆን ለወደፊቱ የሞባይል መሳሪያ ማሳያዎች ተጣጣፊ የማሳያ ስክሪኖች የመገንባት አዝማሚያ ሆኗል።

5. ተለዋዋጭ ማሳያ የወደፊት ገበያ ሰፊ ነው, እና የግራፊን እንደ መሰረታዊ ቁሳቁስ ተስፋም ተስፋ ሰጪ ነው. የደቡብ ኮሪያ ተመራማሪዎች ከበርካታ የግራፊን ንብርብሮች እና ከመስታወት ፋይበር ፖሊስተር ንጣፍ ንጣፍ የተሰራ ተጣጣፊ ግልፅ ማሳያ ለመጀመሪያ ጊዜ ሠርተዋል። የደቡብ ኮሪያው ሳምሰንግ እና ሱንግኩኩዋን ዩኒቨርሲቲ ተመራማሪዎች 63 ሴ.ሜ ስፋት ባለው ተጣጣፊ ግልፅ የመስታወት ፋይበር ፖሊስተር ሰሌዳ ላይ የቲቪ መጠን የሚያክል ንፁህ ግራፊን ሠርተዋል። ይህ እስከ አሁን ትልቁ “ጅምላ” ግራፊን ብሎክ ነው አሉ። በመቀጠል፣ ተጣጣፊ የንክኪ ስክሪን ለመፍጠር የግራፊን ብሎክን ተጠቅመዋል።

6. ተመራማሪዎቹ በንድፈ ሀሳብ ሰዎች ስማርት ስልኮቻቸውን ጠቅልለው ከጆሮአቸው ጀርባ እንደ እርሳስ ይሰኩት ብለዋል። አዲስ የኃይል ባትሪዎች አዲስ የኃይል ባትሪዎች እንዲሁ የግራፊን የመጀመሪያ የንግድ አጠቃቀም አስፈላጊ ቦታ ናቸው። በዩናይትድ ስቴትስ የሚገኘው የማሳቹሴትስ የቴክኖሎጂ ኢንስቲትዩት ተለዋዋጭ የፎቶቮልታይክ ፓነሎችን በገጹ ላይ በግራፍነን ናኖ ሽፋን ላይ በተሳካ ሁኔታ ሠርቷል ይህም ግልጽ እና ተለዋዋጭ የፀሐይ ህዋሶችን ለማምረት የሚያስፈልገውን ወጪ በእጅጉ ይቀንሳል. እንደነዚህ ያሉ ባትሪዎች በምሽት እይታ መነጽር, ካሜራዎች እና ሌሎች ትናንሽ ዲጂታል ካሜራዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉ. በመሳሪያው ውስጥ ትግበራ. በተጨማሪም የግራፊን ሱፐር ባትሪዎች ጥናትና ምርምር በበቂ ሁኔታ ማነስ እና የረጅም ጊዜ የኃይል መሙያ ጊዜ ችግሮችን በመቅረፍ የአዲሱን የኢነርጂ ባትሪ ኢንዱስትሪ ልማትን በእጅጉ አፋጥኗል።

7. ይህ ተከታታይ የምርምር ውጤቶች በአዲሱ የኃይል ባትሪ ኢንዱስትሪ ውስጥ ግራፊን ተግባራዊ ለማድረግ መንገድ ጠርጓል። የጨዋማ ማድረቂያ ግራፊን ማጣሪያዎች ከሌሎች የጨው ማስወገጃ ቴክኖሎጂዎች የበለጠ ጥቅም ላይ ይውላሉ። በውሃ አካባቢ ውስጥ ያለው ግራፊን ኦክሳይድ ፊልም ከውሃ ጋር ከተገናኘ በኋላ ወደ 0.9 ናኖሜትር ስፋት ያለው ሰርጥ ሊፈጠር ይችላል, እና ከዚህ መጠን ያነሱ ionዎች ወይም ሞለኪውሎች በፍጥነት ማለፍ ይችላሉ. በግራፍ ፊልሙ ውስጥ ያሉት የካፒታል ቻናሎች መጠን በሜካኒካል ዘዴዎች ተጨማሪ የተጨመቁ ናቸው, እና ቀዳዳው መጠን ቁጥጥር ይደረግበታል, ይህም በባህር ውሃ ውስጥ ያለውን ጨው በብቃት ለማጣራት ያስችላል. የሃይድሮጂን ማከማቻ ቁሳቁስ ግራፊን ቀላል ክብደት ፣ ከፍተኛ የኬሚካል መረጋጋት እና ከፍተኛ የተወሰነ የገጽታ ቦታ ጥቅሞች አሉት ፣ ይህም ለሃይድሮጂን ማከማቻ ዕቃዎች ምርጥ ተመራጭ ያደርገዋል። በከፍተኛ conductivity, ከፍተኛ ጥንካሬ, እጅግ በጣም ቀላል እና በአውሮፕላን ውስጥ ቀጭን ባህሪያት ምክንያት, በአውሮፕላን እና ወታደራዊ ኢንዱስትሪ ውስጥ graphene መካከል ማመልከቻ ጥቅሞች ደግሞ እጅግ በጣም ጎልተው ናቸው.

8. እ.ኤ.አ. በ 2014 በዩናይትድ ስቴትስ የሚገኘው ናሳ በኤሮስፔስ መስክ ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውል ግራፊን ሴንሰር ፈጠረ ፣ ይህም በምድር ከፍታ ላይ ባለው ከባቢ አየር ውስጥ ያሉ ጥቃቅን ንጥረ ነገሮችን እና በጠፈር መንኮራኩሮች ላይ ያሉ መዋቅራዊ ጉድለቶችን መለየት ይችላል። ግራፊን እንደ ultralight አውሮፕላን ቁሳቁሶች ባሉ ሊሆኑ በሚችሉ መተግበሪያዎች ውስጥ የበለጠ ጠቃሚ ሚና ይጫወታል። የፎቶ ሴንሲቲቭ ኤለመንት grapheneን እንደ የፎቶሰንሲቲቭ ንጥረ ነገር ቁሳቁስ በመጠቀም አዲስ አይነት የፎቶ ሴንሲቲቭ አካል ነው። በልዩ አወቃቀሩ አማካኝነት ከነባሩ CMOS ወይም CCD ጋር ሲወዳደር የፎቶሴንሲቲቭ ችሎታን በሺዎች በሚቆጠር ጊዜ ይጨምራል ተብሎ የሚጠበቅ ሲሆን የኃይል ፍጆታው ከመጀመሪያው 10% ብቻ ነው። በተቆጣጣሪዎች እና በሳተላይት ኢሜጂንግ መስክ ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል, እና በካሜራዎች, ስማርት ፎኖች እና ሌሎችም ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል. በሃይል ማከማቻ፣ በፈሳሽ ክሪስታል መሳሪያዎች፣ በኤሌክትሮኒካዊ መሳሪያዎች፣ ባዮሎጂካል ቁሶች፣ ሴንሲንግ ቁሶች እና አጓጓዦች መስክ ጥሩ አፈጻጸም አሳይተዋል እንዲሁም ሰፊ የመተግበሪያ ተስፋዎች አሏቸው።

9. በአሁኑ ጊዜ የግራፊን ውህዶች ምርምር በዋነኝነት የሚያተኩረው በግራፍ ፖሊመር ኮምፖዚትስ እና በግራፊን ላይ የተመሰረተ ኢንኦርጋኒክ ናኖኮምፖዚትስ ላይ ነው። የግራፊን ምርምርን በማጠናከር የግራፍ ማጠናከሪያዎችን በጅምላ ብረት ላይ በተመሰረቱ ጥንብሮች ውስጥ መተግበር ሰዎች የበለጠ ትኩረት ይሰጣሉ. ሁለገብ ፖሊመር ውህዶች እና ከፍተኛ ጥንካሬ ያላቸው ባለ ቀዳዳ የሴራሚክ ቁሶች ከግራፊን የተሰሩ ብዙ የተዋሃዱ ቁሳቁሶችን ልዩ ባህሪያትን ያጎላሉ። ባዮግራፊን የሰውን አጥንት መቅኒ ሜሴንቺማል ግንድ ሴሎች ኦስቲዮጅካዊ ልዩነትን ለማፋጠን ጥቅም ላይ ይውላል ፣ እና በሲሊኮን ካርቦዳይድ ላይ የ epitaxial graphene ባዮሴንሰር ለመስራትም ይጠቅማል። በተመሳሳይ ጊዜ, ግራፊን እንደ ነርቭ በይነገጽ ኤሌክትሮድስ እንደ የሲግናል ጥንካሬ ወይም የጠባሳ ቲሹ መፈጠርን የመሳሰሉ ባህሪያትን ሳይቀይር ወይም ሳያጠፋ ሊያገለግል ይችላል. በተለዋዋጭነቱ ፣ በባዮኬሚካዊነቱ እና በኮንዳክሽኑ ምክንያት የግራፊን ኤሌክትሮዶች በ Vivo ውስጥ ከተንግስተን ወይም ከሲሊኮን ኤሌክትሮዶች የበለጠ የተረጋጋ ናቸው። ግራፊን ኦክሳይድ የሰውን ሴሎች ሳይጎዳ የኢ.