1. Dengan terobosan bertahap dalam produksi massal dan masalah skala besar, laju penerapan graphene dalam industri semakin cepat. Berdasarkan hasil penelitian yang ada, aplikasi komersial pertama mungkin adalah perangkat seluler, ruang angkasa, dan energi baru. Bidang baterai. Penelitian dasar Grafena memiliki arti khusus untuk penelitian dasar fisika. Hal ini memungkinkan beberapa efek kuantum yang hanya dapat dibuktikan secara teoritis sebelum dapat diverifikasi melalui eksperimen.
2. Dalam graphene dua dimensi, massa elektron tampaknya tidak ada. Sifat ini menjadikan graphene bahan terkondensasi langka yang dapat digunakan untuk mempelajari mekanika kuantum relativistik – karena partikel tak bermassa harus bergerak dengan kecepatan cahaya. Oleh karena itu, ia harus dijelaskan dengan mekanika kuantum relativistik, yang memberikan arah penelitian baru bagi fisikawan teoretis: beberapa Eksperimen yang awalnya perlu dilakukan di akselerator partikel raksasa dapat dilakukan dengan graphene di laboratorium kecil. Semikonduktor celah energi nol sebagian besar merupakan graphene lapisan tunggal, dan struktur elektronik ini akan sangat mempengaruhi peran molekul gas pada permukaannya. Dibandingkan dengan grafit curah, fungsi graphene lapisan tunggal untuk meningkatkan aktivitas reaksi permukaan ditunjukkan oleh hasil reaksi hidrogenasi dan oksidasi graphene, yang menunjukkan bahwa struktur elektronik graphene dapat memodulasi aktivitas permukaan.
3. Selain itu, struktur elektronik graphene dapat diubah dengan induksi adsorpsi molekul gas, yang tidak hanya mengubah konsentrasi pembawa, tetapi juga dapat didoping dengan graphene yang berbeda. Sensor graphene dapat dibuat menjadi sensor kimia. Proses ini terutama diselesaikan oleh kinerja adsorpsi permukaan graphene. Menurut penelitian beberapa ahli, sensitivitas detektor kimia graphene dapat dibandingkan dengan batas deteksi molekul tunggal. Struktur dua dimensi Graphene yang unik membuatnya sangat sensitif terhadap lingkungan sekitar. Graphene adalah bahan yang ideal untuk biosensor elektrokimia. Sensor berbahan graphene memiliki sensitivitas yang baik untuk mendeteksi dopamin dan glukosa dalam obat. Graphene transistor dapat digunakan untuk membuat transistor. Karena kestabilan struktur graphene yang tinggi, transistor jenis ini masih dapat bekerja secara stabil pada skala atom tunggal.
4. Sebaliknya, transistor berbasis silikon saat ini akan kehilangan stabilitasnya pada skala sekitar 10 nanometer; kecepatan reaksi ultra-cepat elektron dalam graphene terhadap medan luar membuat transistor yang dibuat darinya dapat mencapai frekuensi operasi yang sangat tinggi. Misalnya, IBM mengumumkan pada bulan Februari 2010 bahwa mereka akan meningkatkan frekuensi operasi transistor graphene menjadi 100 GHz, melebihi frekuensi operasi transistor silikon dengan ukuran yang sama. Tampilan fleksibel Layar yang dapat ditekuk menarik banyak perhatian di Consumer Electronics Show, dan telah menjadi tren pengembangan layar fleksibel untuk tampilan perangkat seluler di masa depan.
5. Pasar layar fleksibel di masa depan sangat luas, dan prospek graphene sebagai bahan dasar juga menjanjikan. Peneliti Korea Selatan untuk pertama kalinya menghasilkan layar transparan fleksibel yang terdiri dari beberapa lapisan graphene dan substrat lembaran poliester serat kaca. Para peneliti dari Universitas Samsung dan Sungkyunkwan Korea Selatan telah membuat sepotong graphene murni seukuran TV pada papan poliester serat kaca transparan fleksibel selebar 63 cm. Mereka mengatakan bahwa ini adalah blok graphene “massal” terbesar sejauh ini. Selanjutnya, mereka menggunakan blok graphene untuk membuat layar sentuh yang fleksibel.
6. Para peneliti mengatakan bahwa secara teori, orang dapat menggulung ponsel cerdasnya dan menyematkannya di belakang telinga seperti pensil. Baterai energi baru Baterai energi baru juga merupakan area penting dalam penggunaan komersial awal graphene. Institut Teknologi Massachusetts di Amerika Serikat telah berhasil mengembangkan panel fotovoltaik fleksibel dengan lapisan nano graphene di permukaannya, yang dapat sangat mengurangi biaya pembuatan sel surya yang transparan dan dapat diubah bentuknya. Baterai tersebut dapat digunakan pada kacamata night vision, kamera dan kamera digital kecil lainnya. Aplikasi di perangkat. Selain itu, keberhasilan penelitian dan pengembangan baterai super graphene juga telah memecahkan masalah kapasitas yang tidak mencukupi dan waktu pengisian yang lama pada baterai kendaraan energi baru, sehingga sangat mempercepat pengembangan industri baterai energi baru.
7. Rangkaian hasil penelitian ini membuka jalan bagi penerapan graphene dalam industri baterai energi baru. Filter graphene desalinasi lebih banyak digunakan dibandingkan teknologi desalinasi lainnya. Setelah film oksida graphene di lingkungan air bersentuhan erat dengan air, saluran dengan lebar sekitar 0,9 nanometer dapat terbentuk, dan ion atau molekul yang lebih kecil dari ukuran ini dapat melewatinya dengan cepat. Ukuran saluran kapiler dalam film graphene selanjutnya dikompresi dengan cara mekanis, dan ukuran pori dikontrol, yang secara efisien dapat menyaring garam dalam air laut. Grafena bahan penyimpan hidrogen memiliki keunggulan ringan, stabilitas kimia tinggi, dan luas permukaan spesifik yang tinggi, menjadikannya kandidat terbaik untuk bahan penyimpan hidrogen. Karena karakteristik konduktivitas tinggi, kekuatan tinggi, ultraringan dan tipis di ruang angkasa, keunggulan penerapan graphene di industri ruang angkasa dan militer juga sangat menonjol.
8. Pada tahun 2014, NASA di Amerika Serikat mengembangkan sensor graphene yang digunakan di bidang luar angkasa, yang dapat mendeteksi elemen jejak di atmosfer bumi dataran tinggi dan cacat struktural pada pesawat ruang angkasa. Graphene juga akan memainkan peran yang lebih penting dalam aplikasi potensial seperti material pesawat ultralight. Elemen fotosensitif adalah elemen fotosensitif jenis baru yang menggunakan graphene sebagai bahan elemen fotosensitif. Melalui struktur khusus, diharapkan dapat meningkatkan kemampuan fotosensitif ribuan kali lipat dibandingkan CMOS atau CCD yang ada, dan konsumsi energi hanya 10% dari aslinya. Dapat digunakan di bidang monitor dan pencitraan satelit, dan dapat digunakan di kamera, ponsel pintar, dll. Material komposit Material komposit berbasis grafena merupakan arah penelitian penting dalam bidang aplikasi graphene. Mereka telah menunjukkan kinerja luar biasa di bidang penyimpanan energi, perangkat kristal cair, perangkat elektronik, bahan biologis, bahan penginderaan, dan pembawa katalis, dan memiliki prospek Aplikasi yang luas.
9. Saat ini penelitian komposit graphene terutama berfokus pada komposit polimer graphene dan nanokomposit anorganik berbasis graphene. Dengan pendalaman penelitian graphene, penerapan penguat graphene pada komposit berbasis logam curah Semakin banyak perhatian yang diberikan orang. Komposit polimer multifungsi dan material keramik berpori berkekuatan tinggi yang terbuat dari graphene meningkatkan banyak sifat khusus material komposit. Biographene digunakan untuk mempercepat diferensiasi osteogenik sel induk mesenkim sumsum tulang manusia, dan juga digunakan untuk membuat biosensor graphene epitaxial pada silikon karbida. Pada saat yang sama, graphene dapat digunakan sebagai elektroda antarmuka saraf tanpa mengubah atau merusak sifat seperti kekuatan sinyal atau pembentukan jaringan parut. Karena fleksibilitas, biokompatibilitas, dan konduktivitasnya, elektroda graphene jauh lebih stabil secara in vivo dibandingkan elektroda tungsten atau silikon. Graphene oksida sangat efektif menghambat pertumbuhan E. coli tanpa membahayakan sel manusia.
Waktu posting: 06-November-2021