Notkun grafen

1. Með smám saman bylting fjöldaframleiðslu og stór vandamál, hraði iðnaðar beitingu grafen er hraðari. Byggt á fyrirliggjandi rannsóknarniðurstöðum gætu fyrstu viðskiptalegu forritin verið fartæki, flugvélar og ný orka. Rafhlaða sviði. Grunnrannsóknir Grafen hefur sérstaka þýðingu fyrir grunnrannsóknir í eðlisfræði. Það gerir nokkur skammtafræðileg áhrif sem aðeins er hægt að sýna fram á fræðilega áður en hægt er að sannreyna með tilraunum.

2. Í tvívíðu grafeni virðist massi rafeinda ekki vera til. Þessi eiginleiki gerir grafen að sjaldgæfu samþjöppuðu efni sem hægt er að nota til að rannsaka afstæðisfræðilega skammtafræði – vegna þess að massalausar agnir verða að hreyfast á ljóshraða. Þess vegna verður því að lýsa því af afstæðislegri skammtafræði, sem veitir fræðilegum eðlisfræðingum nýja rannsóknarstefnu: sum tilraunir sem upphaflega þurfti að gera í risastórum öreindahröðlum er hægt að gera með grafeni á litlum rannsóknarstofum. Núllorkubil hálfleiðarar eru aðallega einlags grafen og þessi rafræna uppbygging mun hafa alvarleg áhrif á hlutverk gassameinda á yfirborði þess. Í samanburði við magn grafít er virkni eins lags grafens til að auka yfirborðsviðbrögð sýnd af niðurstöðum grafenvetnunar og oxunarhvarfa, sem gefur til kynna að rafræn uppbygging grafen geti stillt yfirborðsvirkni.

3. Að auki er hægt að breyta rafeindabyggingu grafens á samsvarandi hátt með örvun ásogs gassameinda, sem ekki aðeins breytir styrk burðarefna, heldur einnig hægt að dópa með mismunandi grafenum. Hægt er að gera skynjarann ​​grafen að efnaskynjara. Þessu ferli er aðallega lokið með yfirborðsaðsogsframmistöðu grafens. Samkvæmt rannsóknum sumra fræðimanna er hægt að bera næmni grafenefnaskynjara saman við mörk einni sameindar. Einstök tvívídd uppbygging grafen gerir það mjög viðkvæmt fyrir umhverfinu í kring. Grafen er tilvalið efni fyrir rafefnafræðilega lífskynjara. Skynjarar úr grafeni hafa gott næmni til að greina dópamín og glúkósa í læknisfræði. Hægt er að nota smára grafen til að búa til smára. Vegna mikils stöðugleika grafenbyggingarinnar getur þessi tegund smára enn starfað stöðugt á mælikvarða eins frumeinds.

4. Aftur á móti munu núverandi sílikon-undirstaða smári missa stöðugleika á mælikvarða um það bil 10 nanómetra; ofurhraði viðbragðshraði rafeinda í grafeninu við ytra sviði gerir það að verkum að smáriarnir sem gerðir eru úr því geta náð mjög hári rekstrartíðni. Til dæmis tilkynnti IBM í febrúar 2010 að það myndi auka rekstrartíðni grafen smára í 100 GHz, sem er umfram tíðni sílikon smára af sömu stærð. Sveigjanlegur skjár Beygjanlegur skjár vakti mikla athygli á Raftækjasýningunni og hefur orðið þróun sveigjanlegra skjáskjáa fyrir farsímaskjái í framtíðinni.

5. Framtíðarmarkaðurinn fyrir sveigjanlegan skjá er breiður og horfur á grafeni sem grunnefni eru einnig efnilegar. Suður-kóreskir vísindamenn hafa í fyrsta skipti framleitt sveigjanlegan gagnsæjan skjá sem samanstendur af mörgum lögum af grafeni og undirlagi úr glertrefjum pólýesterplötu. Vísindamenn frá Samsung og Sungkyunkwan háskólanum í Suður-Kóreu hafa framleitt stykki af hreinu grafeni á stærð við sjónvarp á 63 cm breiðri sveigjanlegri gagnsæju pólýesterplötu úr glertrefjum. Þeir sögðu að þetta væri langstærsti „magn“ grafenblokkinn. Í kjölfarið notuðu þeir grafenblokkina til að búa til sveigjanlegan snertiskjá.

6. Rannsakendur sögðu að í orði gæti fólk rúllað upp snjallsímum sínum og fest þá á bak við eyrun eins og blýant. Nýjar orkurafhlöður Nýjar orkurafhlöður eru einnig mikilvægt svæði í fyrstu notkun grafens í atvinnuskyni. Tækniháskólinn í Massachusetts í Bandaríkjunum hefur með góðum árangri þróað sveigjanlegar ljósaplötur með grafen nanóhúð á yfirborðinu, sem getur dregið verulega úr kostnaði við að framleiða gagnsæjar og afmyndanlegar sólarsellur. Slíkar rafhlöður má nota í nætursjóngleraugu, myndavélar og aðrar litlar stafrænar myndavélar. Forrit í tækinu. Að auki hefur árangursrík rannsókn og þróun á grafen ofurrafhlöðum einnig leyst vandamálin með ófullnægjandi afkastagetu og langan hleðslutíma nýrra rafhlaðna rafgeyma, sem flýtir mjög fyrir þróun nýja orku rafhlöðuiðnaðarins.

7. Þessi röð rannsóknarniðurstaðna ruddi brautina fyrir beitingu grafens í nýja orku rafhlöðuiðnaðinum. Afsöltunargrófensíur eru notaðar meira en önnur afsöltunartækni. Eftir að grafenoxíðfilman í vatnsumhverfinu er í náinni snertingu við vatn getur myndast rás sem er um 0,9 nanómetrar á breidd og jónir eða sameindir sem eru minni en þessi stærð geta farið hratt í gegnum. Stærð háræðarásanna í grafenfilmunni er þjappað frekar saman með vélrænum hætti og svitaholastærðinni er stjórnað, sem getur síað saltið í sjónum á skilvirkan hátt. Vetnisgeymsluefnið grafen hefur þá kosti að vera létt, efnafræðilegur stöðugleiki og mikið sérstakt yfirborðsflatarmál, sem gerir það að besta frambjóðandanum fyrir vetnisgeymsluefni. Vegna eiginleika mikillar leiðni, mikils styrks, ofurlétts og þunns í geimferðum, eru notkunarkostir grafens í geim- og hernaðariðnaði einnig mjög áberandi.

8. Árið 2014 þróaði NASA í Bandaríkjunum grafenskynjara sem notaður er á sviði geimferða, sem getur greint snefilefni í lofthjúpi jarðar í mikilli hæð og byggingargalla á geimförum. Grafen mun einnig gegna mikilvægara hlutverki í hugsanlegum notkunum eins og ofurléttum flugvélaefnum. Ljósnæmi þátturinn er ný tegund ljósnæma frumefnisins sem notar grafen sem efni ljósnæma frumefnisins. Með sérstakri uppbyggingu er gert ráð fyrir að það auki ljósnæmni getu þúsund sinnum samanborið við núverandi CMOS eða CCD, og ​​orkunotkunin er aðeins 10% af upprunalegu. Það er hægt að nota á sviði skjáa og gervihnattamyndagerðar og er hægt að nota það í myndavélar, snjallsíma osfrv. Samsett efni Samsett efni sem byggir á grafen eru mikilvæg rannsóknarstefna á sviði grafennotkunar. Þeir hafa sýnt framúrskarandi frammistöðu á sviði orkugeymslu, fljótandi kristaltækja, rafeindatækja, líffræðilegra efna, skynjunarefna og hvatabera og hafa fjölbreytt úrval af umsóknarmöguleikum.

9. Um þessar mundir eru rannsóknir á grafen samsettum efnum aðallega lögð áhersla á grafen fjölliða samsett efni og ólífræn nanósamsetning sem byggir á grafeni. Með dýpkun grafenrannsókna, beiting grafenstyrkinga í lausu málmblöndur Fólk er að borga meiri og meiri athygli. Margnota fjölliða samsett efni og hástyrkt porous keramik efni úr grafen auka marga sérstaka eiginleika samsettra efna. Biographene er notað til að flýta fyrir beinmerg aðgreiningu beinmergs stofnfrumna úr beinmerg, og það er einnig notað til að búa til lífskynjara úr epitaxial grafeni á kísilkarbíði. Á sama tíma er hægt að nota grafen sem taugaviðmót rafskaut án þess að breyta eða eyðileggja eiginleika eins og merkistyrk eða örvefsmyndun. Vegna sveigjanleika, lífsamrýmanleika og leiðni, eru grafen rafskaut mun stöðugri in vivo en wolfram- eða sílikon rafskaut. Grafenoxíð er mjög áhrifaríkt við að hindra vöxt E. coli án þess að skaða frumur manna.