1.大量生産と大規模な問題の徐々に突破口により、グラフェンの産業用途のペースが加速しています。既存の研究結果に基づいて、最初の商用アプリケーションはモバイルデバイス、航空宇宙、および新しいエネルギーです。バッテリーフィールド。基礎研究グラフェンは、物理学の基礎研究にとって特別な重要性を持っています。これにより、実験を通じて検証できる理論的にしか実証できない量子効果が可能になります。
2。2次元グラフェンでは、電子の質量は存在しないようです。この特性はグラフェンを相対論的量子力学の研究に使用できるまれな凝縮物質にします。したがって、大量の光の速度で動く必要があるため、理論物理学者に新しい研究方向を提供する相対論的量子力学によって説明する必要があります。ゼロエネルギーギャップ半導体は主に単一層グラフェンであり、この電子構造は、その表面上のガス分子の役割に深刻な影響を与えます。バルクグラファイトと比較して、表面反応活性を促進する単一層グラフェンの機能は、グラフェンの水素化と酸化反応の結果によって示され、グラフェンの電子構造が表面活性を調節できることを示しています。
3.さらに、グラフェンの電子構造は、それに応じてガス分子吸着の誘導によって変化させることができます。これは、キャリアの濃度を変化させるだけでなく、異なるグラフェンをドープすることもできます。センサーグラフェンは化学センサーにすることができます。このプロセスは、主にグラフェンの表面吸着性能によって完了します。一部の学者の研究によると、グラフェン化学検出器の感度は、単一分子検出の限界と比較できます。グラフェンのユニークな2次元構造により、周囲の環境に非常に敏感になります。グラフェンは、電気化学的バイオセンサーにとって理想的な材料です。グラフェンで作られたセンサーは、医学におけるドーパミンとグルコースを検出するのに適した感度を持っています。トランジスタグラフェンを使用してトランジスタを作成できます。グラフェン構造の安定性が高いため、このタイプのトランジスタは、単一の原子のスケールで安定して動作する可能性があります。
4.対照的に、現在のシリコンベースのトランジスタは、約10ナノメートルのスケールで安定性を失います。グラフェン内の電子の外部フィールドへの超高速反応速度により、それで作られたトランジスタは非常に高い動作周波数に達することができます。たとえば、IBMは2010年2月に、グラフェントランジスタの動作周波数を100 GHzに増加させると発表しました。これは同じサイズのシリコントランジスタの動作を超えています。柔軟なディスプレイは、Consumer Electronics Showで曲がりくねった画面が多くの注目を集めており、将来のモバイルデバイスディスプレイ用の柔軟なディスプレイスクリーンの開発の傾向になりました。
5.柔軟なディスプレイの将来の市場は幅広く、基本材料としてのグラフェンの見通しも有望です。韓国の研究者は、グラフェンの複数の層とガラス繊維ポリエステルシート基板で構成される柔軟な透明なディスプレイを初めて生産しました。韓国のサムスンとSungkyunkwan大学の研究者は、幅63 cmの柔軟な透明なガラス繊維ポリエステルボードにテレビのサイズの純粋なグラフェンを製造しています。彼らは、これが断然最大の「バルク」グラフェンブロックであると言いました。その後、彼らはグラフェンブロックを使用して柔軟なタッチスクリーンを作成しました。
6.研究者は、理論的には、人々はスマートフォンをロールアップして鉛筆のように耳の後ろに固定できると述べました。新しいエネルギーバッテリー新しいエネルギーバッテリーは、グラフェンの最も初期の商業利用の重要な領域でもあります。米国のマサチューセッツ工科大学は、表面にグラフェンナノコーティングを備えた柔軟な太陽光発電パネルの開発に成功しており、透明で変形可能な太陽電池を製造するコストを大幅に削減できます。このようなバッテリーは、ナイトビジョンゴーグル、カメラ、その他の小さなデジタルカメラで使用できます。デバイス内のアプリケーション。さらに、グラフェンスーパーバッテリーの研究開発の成功により、容量が不十分で充電時間が不十分であるという問題が解決され、新しいエネルギー車両バッテリーの長い充電時間が解決され、新しいエネルギーバッテリー産業の開発が大幅に加速しました。
7.この一連の研究結果は、新しいエネルギーバッテリー産業にグラフェンを適用する方法を開始しました。淡水化グラフェンフィルターは、他の淡水化技術よりも多く使用されています。水環境のグラフェン酸化膜が水と密接に接触した後、約0.9ナノメートルの幅のチャネルを形成し、このサイズよりも小さいイオンまたは分子がすぐに通過する可能性があります。グラフェン膜の毛細血管チャネルのサイズは、機械的手段によってさらに圧縮され、細孔サイズが制御され、海水の塩を効率的にろ過できます。水素貯蔵材料のグラフェンには、軽量、高い化学物質の安定性、特異的な表面積が高いという利点があり、水素貯蔵材料の最良の候補となっています。航空宇宙における導電率、高強度、超軽視、薄い特性により、航空宇宙および軍事産業におけるグラフェンのアプリケーションの利点も非常に顕著です。
8。2014年、米国のNASAは、航空宇宙界で使用されるグラフェンセンサーを開発しました。これは、地球の高高度の大気と宇宙船の構造的欠陥の微量元素を検出できます。グラフェンは、超軽量航空機材料などの潜在的な用途でもより重要な役割を果たします。感光性要素は、感光性要素の材料としてグラフェンを使用する新しいタイプの感光性要素です。特別な構造を通じて、既存のCMOまたはCCDと比較して光感受性能力を数千回増加させることが期待されており、エネルギー消費は元の10％に過ぎません。モニターや衛星イメージングの分野で使用でき、カメラ、スマートフォンなどで使用できます。複合材料グラフェンベースの複合材料は、グラフェンアプリケーションの分野における重要な研究方向です。彼らは、エネルギー貯蔵、液晶装置、電子装置、生物学的材料、センシング材料、および触媒キャリアの分野で優れた性能を発揮し、幅広いアプリケーションの見通しを持っています。
9。現在、グラフェン複合材料の研究は、主にグラフェンポリマー複合材料とグラフェンベースの無機ナノコンポジットに焦点を当てています。グラフェン研究の深化により、バルク金属ベースの複合材料へのグラフェン補強材の適用は、ますます注意を払っています。グラフェンで作られた多機能ポリマー複合材と高強度の多孔質セラミック材料は、複合材料の多くの特性を高めます。伝記は、ヒト骨髄間葉系幹細胞の骨形成分化を加速するために使用され、炭化シリコン上のエピタキシャルグラフェンのバイオセンサーを作成するためにも使用されます。同時に、グラフェンは、信号強度や瘢痕組織形成などの特性を変更または破壊することなく、神経界面電極として使用できます。柔軟性、生体適合性、導電率により、グラフェン電極はタングステンまたはシリコン電極よりもin vivoではるかに安定しています。酸化グラフェンは、ヒト細胞を傷つけることなく大腸菌の成長を阻害するのに非常に効果的です。
投稿時間：11月 - 2021年