1. З паступовым прарывам масавай вытворчасці і праблемамі вялікіх памераў тэмпы прамысловага прымянення графена паскараюцца. Зыходзячы з існуючых вынікаў даследаванняў, першымі камерцыйнымі прымяненнямі могуць стаць мабільныя прылады, аэракасмічная прамысловасць і новая энергетыка. Батарэйнае поле. Фундаментальныя даследаванні Графен мае асаблівае значэнне для фундаментальных даследаванняў у галіне фізікі. Гэта забяспечвае некаторыя квантавыя эфекты, якія можна прадэманстраваць толькі тэарэтычна, перш чым можна праверыць эксперыментальна.
2. У двухмерным графене масы электронаў, здаецца, не існуе. Гэта ўласцівасць робіць графен рэдкім кандэнсаваным рэчывам, якое можна выкарыстоўваць для вывучэння рэлятывісцкай квантавай механікі, таму што бязмасавыя часціцы павінны рухацца з хуткасцю святла. Такім чынам, ён павінен быць апісаны рэлятывісцкай квантавай механікай, якая дае фізікам-тэарэтыкам новы кірунак даследаванняў: некаторыя эксперыменты, якія першапачаткова неабходна было праводзіць у гіганцкіх паскаральніках часціц, можна праводзіць з графенам у невялікіх лабараторыях. Паўправаднікі з нулявым энергетычным зазорам - гэта ў асноўным аднаслаёвы графен, і гэтая электронная структура сур'ёзна паўплывае на ролю малекул газу на яго паверхні. У параўнанні з аб'ёмным графітам, функцыя аднаслаёвага графена для ўзмацнення павярхоўнай рэакцыйнай актыўнасці паказана вынікамі рэакцый гідрагенізацыі і акіслення графена, якія паказваюць, што электронная структура графена можа мадуляваць павярхоўную актыўнасць.
3. Акрамя таго, электронная структура графена можа быць адпаведна зменена шляхам індукцыі адсорбцыі малекул газу, якая не толькі змяняе канцэнтрацыю носьбітаў, але і можа легіравацца рознымі графенамі. З датчыка графена можна зрабіць хімічны датчык. Гэты працэс у асноўным завяршаецца прадукцыйнасцю павярхоўнай адсорбцыі графена. Паводле даследаванняў некаторых навукоўцаў, адчувальнасць графенавых хімічных дэтэктараў можна параўнаць з мяжой выяўлення адной малекулы. Унікальная двухмерная структура графена робіць яго вельмі адчувальным да навакольнага асяроддзя. Графен - ідэальны матэрыял для электрахімічных біясенсараў. Датчыкі з графена валодаюць добрай адчувальнасцю для вызначэння дофаміна і глюкозы ў медыцыне. Транзістарны графен можна выкарыстоўваць для вырабу транзістараў. З-за высокай стабільнасці структуры графена гэты тып транзістара ўсё яшчэ можа стабільна працаваць у маштабе аднаго атама.
4. Наадварот, сучасныя крэмніевыя транзістары страцяць сваю стабільнасць у маштабе каля 10 нанаметраў; звышхуткая хуткасць рэакцыі электронаў у графене на знешняе поле дазваляе вырабленым з яго транзістарам дасягаць вельмі высокай працоўнай частаты. Напрыклад, IBM абвясціла ў лютым 2010 года, што павялічыць працоўную частату графенавых транзістараў да 100 Ггц, што перавышае частату крамянёвых транзістараў таго ж памеру. Гнуткі дысплей Згінальны экран прыцягнуў вялікую ўвагу на Consumer Electronics Show, і гэта стала тэндэнцыяй распрацоўкі гнуткіх экранаў для дысплеяў мабільных прылад у будучыні.
5. Будучы рынак гнуткіх дысплеяў шырокі, і перспектыва графена ў якасці асноўнага матэрыялу таксама шматспадзеўная. Паўднёвакарэйскія даследчыкі ўпершыню стварылі гнуткі празрысты дысплей, які складаецца з некалькіх слаёў графена і падкладкі з поліэфірнага ліста са шкловалакна. Даследчыкі з паўднёвакарэйскага Samsung і Універсітэта Сунгкюнкван вырабілі кавалак чыстага графена памерам з тэлевізар на гнуткай празрыстай поліэфірнай дошцы са шкловалакна шырынёй 63 см. Яны сказалі, што гэта, безумоўна, самы вялікі «аб'ёмны» блок графена. Пасля яны выкарыстоўвалі блок графена для стварэння гнуткага сэнсарнага экрана.
6. Даследчыкі заявілі, што тэарэтычна людзі могуць згарнуць свае смартфоны і замацаваць іх за вушамі, як аловак. Батарэі новай энергіі Батарэі новай энергіі таксама з'яўляюцца важнай сферай ранняга камерцыйнага выкарыстання графена. Масачусецкі тэхналагічны інстытут у ЗША паспяхова распрацаваў гнуткія фотаэлектрычныя панэлі з графенавымі нанапакрыццямі на паверхні, якія могуць значна знізіць кошт вытворчасці празрыстых сонечных элементаў, якія паддаюцца дэфармацыі. Такія батарэі могуць выкарыстоўвацца ў акулярах начнога бачання, фотаапаратах і іншых невялікіх лічбавых камерах. Прыкладанне ў прыладзе. Акрамя таго, паспяховыя даследаванні і распрацоўка графенавых суперакумулятараў таксама вырашылі праблемы недастатковай ёмістасці і доўгага часу зарадкі новых энергетычных аўтамабільных акумулятараў, што значна паскорыла развіццё індустрыі новых энергетычных акумулятараў.
7. Гэтая серыя вынікаў даследаванняў праклала шлях для прымянення графена ў новай індустрыі энергетычных батарэй. Апрасняльныя графенавыя фільтры выкарыстоўваюцца больш, чым іншыя тэхналогіі апраснення. Пасля таго, як плёнка аксіду графена ў водным асяроддзі знаходзіцца ў цесным кантакце з вадой, можа ўтварыцца канал шырынёй каля 0,9 нанаметра, праз які могуць хутка праходзіць іёны або малекулы, меншыя за гэты памер. Памер капілярных каналаў у графенавай плёнцы дадаткова сціскаецца механічнымі сродкамі, а памер пор кантралюецца, што дазваляе эфектыўна фільтраваць соль у марской вадзе. Матэрыял для захоўвання вадароду графен мае такія перавагі, як лёгкі вага, высокая хімічная стабільнасць і высокая ўдзельная плошча паверхні, што робіць яго лепшым кандыдатам у якасці матэрыялаў для захоўвання вадароду. Дзякуючы характарыстыкам высокай праводнасці, высокай трываласці, звышлёгкасці і тонкасці ў аэракасмічнай прамысловасці, перавагі прымянення графена ў аэракасмічнай і ваеннай прамысловасці таксама надзвычай прыкметныя.
8. У 2014 годзе NASA ў Злучаных Штатах распрацавала графенавы датчык, які выкарыстоўваецца ў аэракасмічнай галіне, які можа выяўляць мікраэлементы ў вышыннай атмасферы зямлі і структурныя дэфекты касмічных караблёў. Графен таксама будзе гуляць больш важную ролю ў патэнцыйных прымяненнях, такіх як звышлёгкія авіяцыйныя матэрыялы. Фотаадчувальны элемент - гэта новы тып святлоадчувальнага элемента, які выкарыстоўвае графен у якасці матэрыялу для фотаадчувальнага элемента. Чакаецца, што праз адмысловую структуру святлоадчувальная здольнасць павялічыцца ў тысячы разоў у параўнанні з існуючымі CMOS або CCD, а спажыванне энергіі складзе толькі 10% ад першапачатковага. Яго можна выкарыстоўваць у галіне манітораў і спадарожнікавых здымкаў, а таксама ў камерах, смартфонах і г. д. Кампазітныя матэрыялы Кампазітныя матэрыялы на аснове графена з'яўляюцца важным напрамкам даследаванняў у галіне прымянення графена. Яны прадэманстравалі выдатную прадукцыйнасць у галіне захоўвання энергіі, вадкакрысталічных прылад, электронных прылад, біялагічных матэрыялаў, сэнсарных матэрыялаў і носьбітаў каталізатараў, і маюць шырокі спектр перспектыў прымянення.
9. У цяперашні час даследаванні графенавых кампазітаў у асноўным сканцэнтраваны на графенавых палімерных кампазітах і неарганічных нанакампазітах на аснове графена. З паглыбленнем даследаванняў графена людзі надаюць усё больш увагі прымяненню графенавых умацаванняў у аб'ёмных кампазітах на металічнай аснове. Шматфункцыянальныя палімерныя кампазіты і высокатрывалыя порыстыя керамічныя матэрыялы з графена ўзмацняюць многія асаблівыя ўласцівасці кампазітных матэрыялаў. Біяграфен выкарыстоўваецца для паскарэння астэагеннай дыферэнцыяцыі мезенхімальных ствалавых клетак касцявога мозгу чалавека, а таксама для вырабу біясенсараў з эпітаксіяльнага графена на карбідзе крэмнію. У той жа час графен можа быць выкарыстаны ў якасці электрода нервовага інтэрфейсу без змены або разбурэння такіх уласцівасцяў, як сіла сігналу або адукацыя рубцовай тканіны. Дзякуючы сваёй гнуткасці, біясумяшчальнасці і праводнасці графенавыя электроды значна больш стабільныя in vivo, чым вальфрамавыя або крамянёвыя. Аксід графена вельмі эфектыўна інгібіруе рост кішачнай палачкі, не наносячы шкоды клеткам чалавека.
Час публікацыі: 6 лістапада 2021 г