1. Avec la percée progressive de la production de masse et des problèmes de grande taille, le rythme de l'application industrielle du graphène s'accélère. Sur la base des résultats de la recherche existants, les premières applications commerciales peuvent être les appareils mobiles, l'aérospatiale et la nouvelle énergie. Champ de batterie. Le graphène de recherche fondamental a une signification particulière pour la recherche fondamentale en physique. Il permet de vérifier certains effets quantiques qui ne peuvent être démontrés que théoriquement auparavant.
2. Dans le graphène bidimensionnel, la masse d'électrons semble être inexistante. Cette propriété fait du graphène une question condensée rare qui peut être utilisée pour étudier la mécanique quantique relativiste - parce que les particules sans masse doivent se déplacer à la vitesse de la lumière Par conséquent, elle doit être décrite par la mécanique quantique relativiste, qui fournit aux physiciens théoriques une nouvelle direction de recherche: certains expériences qui ont été initialement nécessaires dans les petits laboratoires. Les semi-conducteurs zéro écart d'énergie sont principalement du graphène unique, et cette structure électronique affectera sérieusement le rôle des molécules de gaz à sa surface. Comparé au graphite en vrac, la fonction du graphène à couche unique pour améliorer l'activité de réaction de surface est présentée par les résultats de l'hydrogénation du graphène et des réactions d'oxydation, indiquant que la structure électronique du graphène peut moduler l'activité de surface.
3. De plus, la structure électronique du graphène peut être modifiée en conséquence par l'induction de l'adsorption de la molécule de gaz, ce qui modifie non seulement la concentration des porteurs, mais peut également être dopé avec différents graphines. Le graphène du capteur peut être transformé en capteur chimique. Ce processus est principalement complété par les performances d'adsorption de surface du graphène. Selon la recherche de certains chercheurs, la sensibilité des détecteurs chimiques de graphène peut être comparée à la limite de la détection de molécule unique. La structure bidimensionnelle unique du graphène le rend très sensible à l'environnement environnant. Le graphène est un matériau idéal pour les biocapteurs électrochimiques. Les capteurs en graphène ont une bonne sensibilité pour détecter la dopamine et le glucose en médecine. Le graphène du transistor peut être utilisé pour fabriquer des transistors. En raison de la stabilité élevée de la structure du graphène, ce type de transistor peut toujours fonctionner de manière stable sur l'échelle d'un seul atome.
4. En revanche, les transistors actuels à base de silicium perdront leur stabilité à l'échelle d'environ 10 nanomètres; La vitesse de réaction ultra-rapide des électrons dans le graphène au champ externe fait que les transistors en fait peuvent atteindre une fréquence de fonctionnement très élevée. Par exemple, IBM a annoncé en février 2010 qu'il augmenterait la fréquence de fonctionnement des transistors en graphène à 100 GHz, ce qui dépasse celui des transistors en silicium de la même taille. Affichage flexible L'écran pliable a attiré beaucoup d'attention au salon de l'électronique grand public, et il est devenu la tendance du développement d'écrans d'affichage flexibles pour les affichages d'appareils mobiles à l'avenir.
5. Le marché futur de l'affichage flexible est large et la perspective du graphène en tant que matériau de base est également prometteuse. Des chercheurs sud-coréens ont produit pour la première fois un affichage transparent flexible composé de plusieurs couches de graphène et d'un substrat de feuille de polyester en fibre de verre. Des chercheurs de la Corée du Sud Samsung et de l'Université Sungkyunkwan ont fabriqué un morceau de graphène pur de la taille d'un téléviseur sur une planche polyester à fibre de verre transparent de 63 cm de large. Ils ont dit qu'il s'agissait de loin du plus grand bloc de graphène «en vrac». Par la suite, ils ont utilisé le bloc de graphène pour créer un écran tactile flexible.
6. Les chercheurs ont déclaré qu'en théorie, les gens peuvent enrouler leurs smartphones et les épingler derrière leurs oreilles comme un crayon. Nouvelles batteries d'énergie Les nouvelles batteries énergétiques sont également un domaine important de la première utilisation commerciale du graphène. Les Massachusetts Institute of Technology aux États-Unis ont réussi à développer avec succès des panneaux photovoltaïques flexibles avec des nano-coates de graphène à la surface, ce qui peut réduire considérablement le coût de la fabrication de cellules solaires transparentes et déformables. Ces batteries peuvent être utilisées dans les lunettes de vision nocturne, les caméras et autres petites caméras numériques. Application dans l'appareil. En outre, la recherche et le développement réussis des piles de graphène Super ont également résolu les problèmes de capacité insuffisante et de temps de charge long des batteries de véhicules énergétiques, accélérant considérablement le développement de la nouvelle industrie des batteries énergétiques.
7. Cette série de résultats de recherche a ouvert la voie à l'application du graphène dans l'industrie de la nouvelle batterie d'énergie. Les filtres de graphène de dessalement sont utilisés plus que les autres technologies de dessalement. Après que le film d'oxyde de graphène dans l'environnement d'eau soit en contact étroit avec l'eau, un canal avec une largeur d'environ 0,9 nanomètre peut être formé et des ions ou des molécules plus petits que cette taille peuvent passer rapidement. La taille des canaux capillaires dans le film de graphène est encore comprimé par des moyens mécaniques, et la taille des pores est contrôlée, ce qui peut filtrer efficacement le sel dans l'eau de mer. Le graphène du matériau de stockage d'hydrogène présente les avantages du poids léger, de la stabilité chimique élevée et de la surface spécifique élevée, ce qui en fait le meilleur candidat pour les matériaux de stockage d'hydrogène. En raison des caractéristiques de la conductivité élevée, de la haute résistance, ultra-légère et mince en aérospatiale, les avantages d'application du graphène dans l'industrie aérospatiale et militaire sont également extrêmement proéminents.
8. En 2014, la NASA aux États-Unis a développé un capteur de graphène utilisé dans le champ aérospatial, qui peut détecter les oligo-éléments dans l'atmosphère à haute altitude de la Terre et des défauts structurels sur le vaisseau spatial. Le graphène jouera également un rôle plus important dans les applications potentielles telles que les matériaux d'aéronefs ultra-légers. L'élément photosensible est un nouveau type d'élément photosensible utilisant le graphène comme matériau de l'élément photosensible. Grâce à une structure spéciale, il devrait augmenter la capacité photosensible de milliers de fois par rapport au CMOS ou au CCD existant, et la consommation d'énergie n'est que de 10% de l'original. Il peut être utilisé dans le domaine des moniteurs et de l'imagerie par satellite, et peut être utilisé dans les caméras, les téléphones intelligents, etc. Matériaux composites Les matériaux composites à base de graphène sont une direction de recherche importante dans le domaine des applications de graphène. Ils ont démontré d'excellentes performances dans les champs de stockage d'énergie, de dispositifs de cristal liquides, de dispositifs électroniques, de matériaux biologiques, de matériaux de détection et de porteurs de catalyseurs, et ont un large éventail de perspectives d'application.
9. À l'heure actuelle, la recherche des composites de graphène se concentre principalement sur les composites de polymère de graphène et les nanocomposites inorganiques à base de graphène. Avec l'approfondissement de la recherche sur le graphène, l'application des renforts de graphène dans les composites à base de métal en vrac accorde de plus en plus d'attention. Les composites polymères multifonctionnels et les matériaux en céramique poreux à haute résistance en graphène améliorent de nombreuses propriétés spéciales des matériaux composites. Le biographie est utilisé pour accélérer la différenciation ostéogénique des cellules souches mésenchymateuses de la moelle osseuse humaine, et elle est également utilisée pour fabriquer des biocapteurs du graphène épitaxial sur le carbure de silicium. Dans le même temps, le graphène peut être utilisé comme électrode d'interface nerveuse sans changer ou détruire les propriétés telles que la résistance du signal ou la formation de tissu cicatriciel. En raison de sa flexibilité, de sa biocompatibilité et de sa conductivité, les électrodes de graphène sont beaucoup plus stables in vivo que les électrodes de tungstène ou de silicium. L'oxyde de graphène est très efficace pour inhiber la croissance d'E. Coli sans nuire aux cellules humaines.
Temps de poste: nov-06-2021