Aplicació del grafè

1. Amb l’avanç gradual de la producció massiva i problemes de gran mida, s’està accelerant el ritme d’aplicació industrial del grafè. A partir dels resultats de la investigació existents, les primeres aplicacions comercials poden ser dispositius mòbils, aeroespacial i nova energia. Camp de la bateria. El grafè de recerca bàsica té una importància especial per a la investigació bàsica en física. Permet alguns efectes quàntics que només es poden demostrar teòricament abans es poden verificar mitjançant experiments.

2. En el grafè bidimensional, la massa dels electrons sembla ser inexistent. Aquesta propietat fa que el grafè sigui una matèria condensada rara que es pugui utilitzar per estudiar la mecànica quàntica relativista, ja que les partícules sense masses han de moure’s a la velocitat de la llum, per tant, s’ha de descriure mitjançant mecànics quàntics relativistes, que proporciona físics teòrics amb una nova direcció de recerca: alguns experiments que originalment calia dur a terme en acceleradors de partícules gegants que es poden dur a terme amb grafè en petits laboratoris. Els semiconductors de la bretxa energètica zero són principalment un grafè d'una sola capa i aquesta estructura electrònica afectarà greument el paper de les molècules de gas a la seva superfície. En comparació amb el grafit a granel, la funció del grafè d’una sola capa per millorar l’activitat de reacció superficial es mostra pels resultats de les reaccions d’hidrogenació i oxidació del grafè, cosa que indica que l’estructura electrònica del grafè pot modular l’activitat superficial.

3. A més, l'estructura electrònica del grafè es pot canviar de manera corresponent mitjançant la inducció de l'adsorció de la molècula de gas, que no només canvia la concentració de portadors, sinó que també es pot dopar amb diferents gràfics. El grafè del sensor es pot convertir en un sensor químic. Aquest procés es completa principalment pel rendiment d’adsorció superficial del grafè. Segons la investigació d'alguns estudiosos, es pot comparar la sensibilitat dels detectors químics del grafè amb el límit de detecció d'una sola molècula. L’estructura bidimensional única del grafè la fa molt sensible a l’entorn que l’envolta. El grafè és un material ideal per a biosensors electroquímics. Els sensors de grafè tenen una bona sensibilitat per detectar dopamina i glucosa en medicina. El grafè del transistor es pot utilitzar per fer transistors. A causa de l'elevada estabilitat de l'estructura del grafè, aquest tipus de transistor encara pot funcionar de manera estable a l'escala d'un sol àtom.

4. En canvi, els transistors actuals basats en silici perdran la seva estabilitat a l’escala d’uns 10 nanòmetres; La velocitat de reacció ultra ràpida dels electrons del grafè al camp extern fa que els transistors siguin fets d’ell pot arribar a una freqüència de funcionament molt elevada. Per exemple, IBM va anunciar al febrer de 2010 que augmentaria la freqüència operativa dels transistors de grafè a 100 GHz, que supera la dels transistors de silici de la mateixa mida. Pantalla flexible La pantalla flexible va cridar molta atenció al programa de l'electrònica de consum i s'ha convertit en la tendència del desenvolupament de pantalles de visualització flexibles per a les pantalles de dispositius mòbils en el futur.

5. El futur mercat de la pantalla flexible és àmplia, i la perspectiva del grafè com a material bàsic també és prometedor. Els investigadors sud -coreans han produït per primera vegada una pantalla transparent flexible composta per múltiples capes de grafè i un substrat de fulla de fibra de vidre. Els investigadors de la Universitat Samsung i Sungkyunkwan de Corea del Sud han fabricat una peça de grafè pur de la mida d’un televisor en un tauler de polièster de fibra de vidre transparent de vidre transparent de 63 cm d’amplada. Van dir que aquest és, amb molt, el bloc de grafè més gran. Posteriorment, van utilitzar el bloc de grafè per crear una pantalla tàctil flexible.

6. Els investigadors van dir que, en teoria, la gent pot enrotllar els telèfons intel·ligents i fixar -los darrere de les orelles com un llapis. Les noves bateries energètiques Les noves bateries energètiques són també una àrea important del primer ús comercial de Graphene. L’Institut Tecnològic de Massachusetts als Estats Units ha desenvolupat amb èxit panells fotovoltaics flexibles amb nano-abrigaments de grafè a la superfície, cosa que pot reduir molt el cost de la fabricació de cèl·lules solars transparents i deformables. Aquestes bateries es poden utilitzar en ulleres de visió nocturna, càmeres i altres càmeres digitals petites. Aplicació al dispositiu. A més, l’èxit de la investigació i el desenvolupament de Super Batteries de grafè també ha resolt els problemes de capacitat insuficient i un llarg temps de càrrega de les noves bateries de vehicles d’energia, accelerant molt el desenvolupament de la nova indústria de la bateria energètica.

7. Aquesta sèrie de resultats de recerca van obrir el camí per a l'aplicació del grafè a la nova indústria de la bateria energètica. Els filtres de grafè de dessalinització s’utilitzen més que altres tecnologies de dessalinització. Després que la pel·lícula d'òxid de grafè a l'entorn de l'aigua estigui en contacte estret amb l'aigua, es pot formar un canal amb una amplada d'uns 0,9 nanòmetres, i ions o molècules menors que aquesta mida poden passar ràpidament. La mida dels canals capil·lars de la pel·lícula de grafè es comprimeix encara més per mitjans mecànics i es controla la mida dels porus, cosa que pot filtrar de manera eficient la sal a l’aigua de mar. El material d’emmagatzematge d’hidrogen té els avantatges de pes lleuger, alta estabilitat química i alta superfície específica, cosa que el converteix en el millor candidat a materials d’emmagatzematge d’hidrogen. A causa de les característiques de l’alta conductivitat, l’alta resistència, l’ultra-llum i la fina en aeroespacial, els avantatges de l’aplicació del grafè a la indústria aeroespacial i militar també són extremadament destacats.

8 El 2014, la NASA als Estats Units va desenvolupar un sensor de grafè usat en el camp aeroespacial, que pot detectar elements de traça a l'atmosfera d'altitud de la Terra i defectes estructurals de la nau espacial. El grafè també jugarà un paper més important en aplicacions potencials com ara materials d’avions ultralleugers. L’element fotosensible és un nou tipus d’elements fotosensibles que utilitzen el grafè com a material de l’element fotosensible. Mitjançant una estructura especial, s'espera que augmenti la capacitat fotosensible en milers de vegades en comparació amb els CMO o CCD existents, i el consum d'energia és només del 10% de l'original. Es pot utilitzar en el camp de monitors i imatges de satèl·lit, i es pot utilitzar en càmeres, telèfons intel·ligents, etc. Materials compostos basats en grafè, els materials compostos són una direcció important de recerca en el camp de les aplicacions de grafè. Han demostrat un excel·lent rendiment en els camps d’emmagatzematge d’energia, dispositius de cristall líquid, dispositius electrònics, materials biològics, materials de detecció i portadors de catalitzadors i tenen una àmplia gamma de perspectives d’aplicació.

9 Actualment, la investigació de compostos de grafè se centra principalment en compostos de polímer de grafè i nanocomposites inorgànics basats en grafè. Amb l’aprofundiment de la investigació del grafè, l’aplicació de reforços de grafè en composites a granel basat en metalls, les persones presten més i més atenció. Els compostos de polímer multifuncional i els materials ceràmics porosos de gran resistència fets de grafè milloren moltes propietats especials de materials compostos. La biogràfica s’utilitza per accelerar la diferenciació osteogènica de les cèl·lules mare mesenquimals de medul·la òssia humana, i també s’utilitza per fer biosensors de grafè epitaxial en carbur de silici. Al mateix temps, el grafè es pot utilitzar com a elèctrode de la interfície nerviosa sense canviar ni destruir propietats com la força del senyal o la formació de teixits cicatrius. A causa de la seva flexibilitat, biocompatibilitat i conductivitat, els elèctrodes de grafè són molt més estables in vivo que els elèctrodes de tungstè o silici. L’òxid de grafè és molt eficaç per inhibir el creixement de E. coli sense perjudicar les cèl·lules humanes.