1. Mit dem allmählichen Durchbruch der Massenproduktion und der großartigen Probleme beschleunigt das Tempo der industriellen Anwendung von Graphen. Basierend auf vorhandenen Forschungsergebnissen können die ersten kommerziellen Anwendungen mobile Geräte, Luft- und Raumfahrt und neue Energie sein. Batteriefeld. Grundlagenforschung Graphen hat eine besondere Bedeutung für die Grundlagenforschung in der Physik. Es ermöglicht einige Quanteneffekte, die nur theoretisch nachgewiesen werden können, bis zuvor durch Experimente verifiziert werden kann.
2. In zweidimensionalem Graphen scheint die Masse der Elektronen nicht vorhanden zu sein. Diese Eigenschaft macht Graphen zu einer seltenen Kondensation, die zur Untersuchung der relativistischen Quantenmechanik verwendet werden kann - weil sich massive Teilchen mit Lichtgeschwindigkeit bewegen müssen. Daher muss sie durch relativistische Quantenmechanik beschrieben werden, die theoretische Physiker mit neuem Forschungsrichtung vermitteln: Einige Experimente, die ursprünglich in kleinen Labberlaboren in riesigen Partikeln eingestuft werden müssen. Halbleiter der Null-Energielücke sind hauptsächlich einschichtiger Graphen, und diese elektronische Struktur wird die Rolle von Gasmolekülen auf seiner Oberfläche ernsthaft beeinflussen. Im Vergleich zu Bulk Graphit wird die Funktion des Einzelschicht-Graphens zur Verbesserung der Oberflächenreaktionsaktivität durch die Ergebnisse der Graphenhydrierung und Oxidationsreaktionen gezeigt, was darauf hinweist, dass die elektronische Struktur von Graphen die Oberflächenaktivität modulieren kann.
3. Darüber hinaus kann die elektronische Struktur von Graphen durch die Induktion der Gasmoleküladsorption entsprechend verändert werden, die nicht nur die Konzentration von Trägern verändert, sondern auch mit verschiedenen Graphenen dotiert werden kann. Das Sensor -Graphen kann zu einem chemischen Sensor gemacht werden. Dieser Vorgang wird hauptsächlich durch die Oberflächenadsorptionsleistung von Graphen abgeschlossen. Nach der Untersuchung einiger Wissenschaftler kann die Empfindlichkeit von Graphen -chemischen Detektoren mit der Grenze des Einzelmolekül -Nachweises verglichen werden. Die einzigartige zweidimensionale Struktur von Graphene macht sie sehr empfindlich gegenüber der Umgebung. Graphen ist ein ideales Material für elektrochemische Biosensoren. Sensoren aus Graphen haben eine gute Empfindlichkeit zum Nachweis von Dopamin und Glukose in der Medizin. Transistor -Graphen kann verwendet werden, um Transistoren herzustellen. Aufgrund der hohen Stabilität der Graphenstruktur kann diese Art von Transistor immer noch stabil auf der Skala eines einzelnen Atoms arbeiten.
4. Im Gegensatz dazu verlieren die aktuellen Transistoren auf Siliziumbasis ihre Stabilität auf der Skala von etwa 10 Nanometern. Die ultraschnelle Reaktionsgeschwindigkeit der Elektronen im Graphen zum externen Feld lässt die darin bestehenden Transistoren eine sehr hohe Betriebsfrequenz erreichen. Zum Beispiel kündigte IBM im Februar 2010 an, die Betriebsfrequenz von Graphen -Transistoren auf 100 GHz zu erhöhen, was die von Siliziumtransistoren derselben Größe übersteigt. Flexible Anzeige Der biegbare Bildschirm erregte bei der Unterhaltungselektronik -Show viel Aufmerksamkeit und ist zum Trend der Entwicklung flexibler Anzeigebildschirme für mobile Geräte -Displays in Zukunft geworden.
5. Der zukünftige Markt der flexiblen Anzeige ist breit und die Aussicht auf Graphen als grundlegendes Material ist auch vielversprechend. Südkoreanische Forscher haben zum ersten Mal eine flexible transparente Anzeige aus mehreren Schichten von Graphen und einem Glasfaser -Polyester -Substrat hergestellt. Forscher der südkoreanischen Universität Samsung und Sungkyunkwan haben ein Stück reines Graphen von der Größe eines Fernsehers auf einem 63 cm breiten flexiblen transparenten Glasfaser -Polyester -Board hergestellt. Sie sagten, dass dies bei weitem der größte „Bulk“ -Graphenblock sei. Anschließend verwendeten sie den Graphenblock, um einen flexiblen Touchscreen zu erstellen.
6. Die Forscher sagten, dass die Menschen theoretisch ihre Smartphones aufrollen und sie wie ein Bleistift hinter ihren Ohren stecken können. Neue Energiebatterien Neue Energiebatterien sind auch ein wichtiger Bereich des frühesten kommerziellen Gebrauchs von Graphen. Das Massachusetts Institute of Technology in den USA hat erfolgreich flexible Photovoltaik-Panels mit Graphen-Nanobeschichtungen auf der Oberfläche entwickelt, wodurch die Kosten für die Herstellung transparenter und deformierbarer Solarzellen erheblich gesenkt werden können. Solche Batterien können in Nachtsichtbrillen, Kameras und anderen kleinen Digitalkameras verwendet werden. Anwendung im Gerät. Darüber hinaus hat die erfolgreiche Forschung und Entwicklung von Graphen -Superbatterien die Probleme unzureichender Kapazität und langer Ladezeit neuer Energienfahrzeuge -Batterien gelöst und die Entwicklung der neuen Energiebatterieindustrie erheblich beschleunigt.
7. Diese Reihe von Forschungsergebnissen ebnete den Weg für die Anwendung von Graphen in der neuen Energiebatterieindustrie. Entsalzungs -Graphenfilter werden mehr als andere Entsalzungstechnologien verwendet. Nachdem der Graphenoxidfilm in der Wasserumgebung in engem Kontakt mit Wasser steht, kann ein Kanal mit einer Breite von etwa 0,9 Nanometern gebildet werden, und Ionen oder Moleküle, die kleiner als diese Größe sind, können schnell durchlaufen. Die Größe der Kapillarkanäle im Graphenfilm wird mit mechanischen Mitteln weiter komprimiert, und die Porengröße wird gesteuert, wodurch das Salz im Meerwasser effizient filtern kann. Das Wasserstoffspeichermaterial Graphen hat die Vorteile des leichten Gewichts, der hohen chemischen Stabilität und der hohen spezifischen Oberfläche und ist damit der beste Kandidat für Wasserstoffspeichermaterialien. Aufgrund der Merkmale hoher Leitfähigkeit, hoher Festigkeit, Ultra-Licht und dünner Luft- und Raumfahrt sind die Anwendungsvorteile von Graphen in der Luft- und Raumfahrt- und Militärindustrie ebenfalls äußerst prominent.
8. Im Jahr 2014 entwickelte die NASA in den Vereinigten Staaten einen Graphensensor, der im Luft- und Raumfahrtfeld verwendet wurde, das Spurenelemente in der hochwertigen Atmosphäre der Erde und strukturelle Defekte gegen Raumfahrzeuge erkennen kann. Graphen spielt auch eine wichtigere Rolle bei potenziellen Anwendungen wie ultraleichten Flugzeugenmaterialien. Das photosensitive Element ist eine neue Art von photosensitivem Element, das Graphen als Material des photosensitiven Elements verwendet. In einer speziellen Struktur wird erwartet, dass die photosensitive Fähigkeiten im Vergleich zu den vorhandenen CMOs oder CCDs um Tausende von Malen erhöht werden, und der Energieverbrauch beträgt nur 10% des Originals. Es kann auf dem Gebiet der Monitore und der Satellitenbildgebung verwendet werden und in Kameras, Smartphones usw. verwendet werden. Verbundmaterial basierende Verbundmaterialien sind eine wichtige Forschungsrichtung im Bereich der Graphenanwendungen. Sie haben eine hervorragende Leistung in den Bereichen Energiespeicher, Flüssigkristallgeräte, elektronische Geräte, biologische Materialien, Erfassungsmaterialien und Katalysatorträger gezeigt und verfügen über eine breite Palette von Anwendungsaussichten.
9. Derzeit konzentriert sich die Forschung von Graphen-Verbundwerkstoffen hauptsächlich auf Graphenpolymerverbundwerkstoffe und anorganische Nanokompositen auf Graphenbasis. Mit der Vertiefung der Graphenforschung achten die Anwendung von Graphenverstärkungen in Kompositenbetaten auf Bulk-Metallbasis immer mehr Aufmerksamkeit. Multifunktionale Polymerverbundwerkstoffe und hochfeste poröse Keramikmaterialien aus Graphen verbessern viele spezielle Eigenschaften von Verbundwerkstoffen. Das Biogrammen wird verwendet, um die osteogene Differenzierung von mesenchymalen Stammzellen des menschlichen Knochenmarks zu beschleunigen, und es wird auch verwendet, um Biosensoren von Epitaxialgraphen auf Siliziumkarbid zu machen. Gleichzeitig kann Graphen als Nervengrenzflächenelektrode verwendet werden, ohne Eigenschaften wie Signalstärke oder Narbengewebebildung zu ändern oder zu zerstören. Aufgrund seiner Flexibilität, Biokompatibilität und Leitfähigkeit sind Graphenelektroden in vivo viel stabiler als Wolfram- oder Siliziumelektroden. Graphenoxid hemmt das Wachstum von E. coli, ohne menschliche Zellen zu schädigen, sehr wirksam.
Postzeit: November-06-2021