1. Masstootmise ja suurte probleemide järkjärgulise läbimurde tõttu kiireneb grafeeni tööstusliku kasutamise tempo. Olemasolevate uurimistulemuste põhjal võivad esimesed kommertsrakendused olla mobiilseadmed, lennundus ja uus energia. Aku väli. Alusuuringud Grafeenil on füüsika alusuuringute jaoks eriline tähendus. See võimaldab mõningaid kvantefekte, mida saab demonstreerida ainult teoreetiliselt, enne kui saab katsetega kontrollida.
2. Kahemõõtmelises grafeenis tundub elektronide mass olematu. See omadus teeb grafeenist haruldase kondenseerunud aine, mida saab kasutada relativistliku kvantmehaanika uurimiseks – kuna massita osakesed peavad liikuma valguse kiirusel Seetõttu tuleb seda kirjeldada relativistliku kvantmehaanika abil, mis annab teoreetilistele füüsikutele uue uurimissuuna: mõned katseid, mis algselt tuli läbi viia hiiglaslikes osakeste kiirendites, saab grafeeniga läbi viia väikestes laborites. Nullenergia vahega pooljuhid on peamiselt ühekihilised grafeenid ja see elektrooniline struktuur mõjutab tõsiselt gaasimolekulide rolli selle pinnal. Võrreldes puistegrafiidiga näitavad ühekihilise grafeeni funktsiooni pinnareaktsiooni aktiivsuse suurendamisel grafeeni hüdrogeenimis- ja oksüdatsioonireaktsioonide tulemused, mis näitavad, et grafeeni elektrooniline struktuur võib pinnaaktiivsust moduleerida.
3. Lisaks saab grafeeni elektroonilist struktuuri vastavalt muuta gaasimolekuli adsorptsiooni indutseerimisega, mis mitte ainult ei muuda kandjate kontsentratsiooni, vaid saab ka legeerida erinevate grafeenidega. Anduri grafeenist saab teha keemilise anduri. Selle protsessi lõpetab peamiselt grafeeni pinna adsorptsiooni jõudlus. Mõnede teadlaste uuringute kohaselt saab grafeeni keemiliste detektorite tundlikkust võrrelda üksikmolekuli tuvastamise piiriga. Grafeeni ainulaadne kahemõõtmeline struktuur muudab selle ümbritseva keskkonna suhtes väga tundlikuks. Grafeen on ideaalne materjal elektrokeemiliste biosensorite jaoks. Grafeenist valmistatud anduritel on hea tundlikkus dopamiini ja glükoosi tuvastamiseks meditsiinis. Transistor-grafeeni saab kasutada transistoride valmistamiseks. Tänu grafeeni struktuuri suurele stabiilsusele võivad seda tüüpi transistorid siiski stabiilselt töötada ühe aatomi skaalal.
4. Seevastu praegused ränipõhised transistorid kaotavad oma stabiilsuse umbes 10 nanomeetri skaalal; grafeenis olevate elektronide ülikiire reageerimiskiirus välisele väljale paneb sellest valmistatud transistorid saavutama Väga kõrge töösageduse. Näiteks IBM teatas 2010. aasta veebruaris, et tõstab grafeenitransistoride töösageduse 100 GHz-ni, mis ületab sama suurusega ränitransistoride oma. Paindlik ekraan Painduv ekraan äratas olmeelektroonikanäitusel suurt tähelepanu ja sellest on saanud tulevikus mobiilseadmete ekraanide paindlike kuvarite arendamise trend.
5. Paindlike kuvarite tulevane turg on lai ja paljulubav on ka grafeeni kui põhimaterjali väljavaade. Lõuna-Korea teadlased on esimest korda tootnud painduva läbipaistva ekraani, mis koosneb mitmest grafeenikihist ja klaaskiust polüesterlehtsubstraadist. Lõuna-Korea Samsungi ja Sungkyunkwani ülikooli teadlased valmistasid 63 cm laiusele painduvale läbipaistvale klaaskiust polüesterplaadile teleri suuruse puhtast grafeenist tüki. Nad ütlesid, et see on vaieldamatult suurim "hulk" grafeeniplokk. Seejärel kasutasid nad paindliku puuteekraani loomiseks grafeeniplokki.
6. Teadlased ütlesid, et teoreetiliselt saavad inimesed oma nutitelefoni kokku keerata ja kõrva taha kinnitada nagu pliiatsit. Uued energiapatareid Uued energiapatareid on ka grafeeni kõige varasema kaubandusliku kasutuse oluline valdkond. Ameerika Ühendriikide Massachusettsi Tehnoloogiainstituut on edukalt välja töötanud painduvad fotogalvaanilised paneelid, mille pinnal on grafeen nano-katted, mis võivad oluliselt vähendada läbipaistvate ja deformeeruvate päikesepatareide tootmiskulusid. Selliseid patareisid võib kasutada öövaatlusprillides, kaamerates ja muudes väikestes digikaamerates. Rakendus seadmes. Lisaks on grafeeni superakude edukas uurimis- ja arendustöö lahendanud ka uute energiasõidukite akude ebapiisava võimsuse ja pika laadimisajaga seotud probleemid, kiirendades oluliselt uue energiaakude tööstuse arengut.
7. See uurimistulemuste seeria sillutas teed grafeeni rakendamisele uues energiaakude tööstuses. Magestamisgrafeenfiltreid kasutatakse rohkem kui teisi magestamistehnoloogiaid. Pärast seda, kui veekeskkonnas olev grafeenoksiidkile on veega tihedas kontaktis, võib tekkida umbes 0,9 nanomeetri laiune kanal, millest saavad kiiresti läbi selle suurusest väiksemad ioonid või molekulid. Grafeenkile kapillaarkanalite suurust surutakse veelgi mehaaniliste vahenditega kokku ja pooride suurust kontrollitakse, mis suudab soola merevees tõhusalt filtreerida. Vesiniku säilitava materjali grafeeni eelisteks on kerge kaal, kõrge keemiline stabiilsus ja suur eripind, mis teeb sellest parima kandidaadi vesinikku salvestavate materjalide jaoks. Tänu suurele juhtivusele, suurele tugevusele, ülikergele ja õhukesele lennunduses kasutatavatele omadustele on grafeeni kasutamise eelised kosmose- ja sõjatööstuses samuti väga silmapaistvad.
8. USA NASA töötas 2014. aastal välja kosmosevaldkonnas kasutatava grafeenianduri, mis suudab tuvastada maa kõrgmäestiku atmosfääris leiduvaid mikroelemente ja kosmoselaevade struktuurseid defekte. Grafeen mängib olulisemat rolli ka potentsiaalsetes rakendustes, näiteks ülikergete õhusõidukite materjalides. Valgustundlik element on uut tüüpi valgustundlik element, mis kasutab valgustundliku elemendi materjalina grafeeni. Spetsiaalse struktuuri kaudu eeldatakse, et see suurendab valgustundlikkust tuhandeid kordi võrreldes olemasoleva CMOS-i või CCD-ga ning energiatarve on vaid 10% originaalist. Seda saab kasutada monitoride ja satelliitpildistamise valdkonnas ning seda saab kasutada kaamerates, nutitelefonides jne. Komposiitmaterjalid Grafeenipõhised komposiitmaterjalid on grafeenirakenduste valdkonnas oluline uurimissuund. Nad on näidanud suurepärast jõudlust energia salvestamise, vedelkristallseadmete, elektroonikaseadmete, bioloogiliste materjalide, sensormaterjalide ja katalüsaatorikandjate valdkonnas ning neil on lai valik kasutusvõimalusi.
9. Praegu keskendutakse grafeenikomposiitide uurimisel peamiselt grafeenpolümeerkomposiitidele ja grafeenipõhistele anorgaanilistele nanokomposiitidele. Grafeeniuuringute süvenedes on grafeenitugevduste rakendamine puistemetallipõhistes komposiitides Inimesed pööravad üha rohkem tähelepanu. Grafeenist valmistatud multifunktsionaalsed polümeerkomposiidid ja ülitugevad poorsed keraamilised materjalid parandavad paljusid komposiitmaterjalide eriomadusi. Biografeeni kasutatakse inimese luuüdi mesenhümaalsete tüvirakkude osteogeense diferentseerumise kiirendamiseks ning seda kasutatakse ka ränikarbiidil epitaksiaalse grafeeni biosensorite valmistamiseks. Samal ajal saab grafeeni kasutada närviliidese elektroodina, muutmata või hävitamata selliseid omadusi nagu signaali tugevus või armkoe moodustumine. Tänu oma paindlikkusele, biosobivusele ja juhtivusele on grafeenelektroodid in vivo palju stabiilsemad kui volfram- või ränielektroodid. Grafeenoksiid pärsib väga tõhusalt E. coli kasvu ilma inimrakke kahjustamata.
Postitusaeg: nov-06-2021