1. Жаппай өндірістің бірте-бірте серпілісімен және үлкен өлшемді мәселелермен графенді өнеркәсіпте қолдану қарқыны үдей түсуде. Қолданыстағы зерттеу нәтижелеріне сүйене отырып, алғашқы коммерциялық қолданбалар мобильді құрылғылар, аэроғарыштық және жаңа энергия болуы мүмкін. Батарея өрісі. Негізгі зерттеулер Графеннің физикадағы іргелі зерттеулер үшін ерекше маңызы бар. Ол эксперименттер арқылы тексерілмес бұрын теориялық түрде көрсетілуі мүмкін кейбір кванттық әсерлерге мүмкіндік береді.
2. Екі өлшемді графенде электрондардың массасы жоқ сияқты. Бұл қасиет графенді релятивистік кванттық механиканы зерттеу үшін қолдануға болатын сирек конденсацияланған затқа айналдырады – өйткені массасы жоқ бөлшектер жарық жылдамдығымен қозғалуы керек Сондықтан оны теориялық физиктерге жаңа зерттеу бағытын беретін релятивистік кванттық механика сипаттауы керек: кейбір Бастапқыда алып бөлшектерді үдеткіштерде жүргізу қажет болған эксперименттер шағын зертханаларда графенмен жүргізілуі мүмкін. Нөлдік энергетикалық жартылай өткізгіштер негізінен бір қабатты графен болып табылады және бұл электрондық құрылым оның бетіндегі газ молекулаларының рөліне айтарлықтай әсер етеді. Көлемді графитпен салыстырғанда, бір қабатты графеннің беттік реакцияның белсенділігін арттыру функциясы графенді гидрлеу және тотығу реакцияларының нәтижелері арқылы көрсетілген, бұл графеннің электрондық құрылымы беттік белсенділікті модуляциялай алатынын көрсетеді.
3. Сонымен қатар, графеннің электронды құрылымы газ молекуласының адсорбциясы индукциясы арқылы сәйкесінше өзгеруі мүмкін, ол тасымалдаушылардың концентрациясын өзгертіп қана қоймай, сонымен қатар әртүрлі графендермен легирленген болуы мүмкін. Сенсорлық графен химиялық сенсорға айналуы мүмкін. Бұл процесс негізінен графеннің беттік адсорбциялық өнімділігімен аяқталады. Кейбір ғалымдардың зерттеулері бойынша графендік химиялық детекторлардың сезімталдығын бір молекуланы анықтау шегімен салыстыруға болады. Графеннің ерекше екі өлшемді құрылымы оны қоршаған ортаға өте сезімтал етеді. Графен - электрохимиялық биосенсорлар үшін тамаша материал. Графеннен жасалған сенсорлар медицинадағы дофамин мен глюкозаны анықтауға жақсы сезімталдыққа ие. Транзисторлар жасау үшін транзисторлық графенді қолдануға болады. Графен құрылымының жоғары тұрақтылығына байланысты транзистордың бұл түрі әлі де бір атомның масштабында тұрақты жұмыс істей алады.
4. Керісінше, қазіргі кремний негізіндегі транзисторлар шамамен 10 нанометр масштабында тұрақтылығын жоғалтады; Графендегі электрондардың сыртқы өріске өте жылдам реакция жылдамдығы одан жасалған транзисторларды өте жоғары жұмыс жиілігіне жетуге мүмкіндік береді. Мысалы, IBM 2010 жылдың ақпан айында графен транзисторларының жұмыс жиілігін 100 ГГц-ке дейін арттыратынын хабарлады, бұл бірдей өлшемдегі кремний транзисторларынан асып түседі. Икемді дисплей Тұтынушы электроника көрмесінде иілгіш экран көп назар аударды және ол болашақта мобильді құрылғылар дисплейлеріне арналған икемді дисплей экрандарын дамыту үрдісіне айналды.
5. Болашақ икемді дисплей нарығы кең және негізгі материал ретінде графеннің болашағы да перспективалы. Оңтүстік кореялық зерттеушілер алғаш рет графеннің бірнеше қабаттарынан және шыны талшықты полиэфир парағы субстратынан тұратын икемді мөлдір дисплейді шығарды. Оңтүстік Кореяның Samsung және Sungkyunkwan университетінің зерттеушілері ені 63 см икемді шыны талшықты полиэфир тақтасында теледидардың өлшеміндей таза графеннің бір бөлігін жасады. Олар бұл ең үлкен «көлемді» графен блогы екенін айтты. Кейіннен олар икемді сенсорлық экран жасау үшін графен блогын пайдаланды.
6. Зерттеушілер теориялық тұрғыдан алғанда, адамдар смартфондарын қарындаш сияқты орап, құлақтарының артына түйре алатынын айтты. Жаңа энергетикалық батареялар Жаңа энергетикалық батареялар да графеннің ең ерте коммерциялық пайдалануының маңызды саласы болып табылады. Америка Құрама Штаттарындағы Массачусетс технологиялық институты мөлдір және деформацияланатын күн батареяларын өндіру құнын айтарлықтай төмендететін бетінде графен наножабындары бар икемді фотоэлектрлік панельдерді сәтті әзірледі. Мұндай батареяларды түнде көретін көзілдіріктерде, фотоаппараттарда және басқа да шағын сандық камераларда пайдалануға болады. Құрылғыдағы қолданба. Сонымен қатар, графенді супер аккумуляторларды сәтті зерттеу және дамыту жаңа энергетикалық көлік батареяларының жеткіліксіз сыйымдылығы мен ұзақ зарядтау уақытының мәселелерін шешіп, жаңа энергетикалық аккумулятор өнеркәсібінің дамуын айтарлықтай жылдамдатты.
7. Зерттеу нәтижелерінің бұл сериясы графенді жаңа энергетикалық аккумулятор өнеркәсібінде қолдануға жол ашты. Тұзсыздандыру графен сүзгілері басқа тұзсыздандыру технологияларына қарағанда көбірек қолданылады. Су ортасындағы графен оксиді қабықшасы сумен тығыз байланыста болғаннан кейін ені шамамен 0,9 нанометр болатын арна пайда болуы мүмкін және осы өлшемнен кіші иондар немесе молекулалар тез өте алады. Графен пленкасындағы капиллярлық арналардың өлшемі одан әрі механикалық құралдармен қысылады және теңіз суындағы тұзды тиімді сүзуге болатын кеуектердің өлшемі бақыланады. Сутегі сақтау материалы графен жеңіл салмақтың, жоғары химиялық тұрақтылықтың және жоғары меншікті бетінің артықшылығына ие, бұл оны сутегі сақтау материалдарына ең жақсы үміткер етеді. Аэроғарыштағы жоғары өткізгіштік, жоғары беріктік, ультра жеңіл және жұқа сипаттамаларына байланысты графеннің аэроғарыштық және әскери өнеркәсіпте қолдану артықшылықтары да өте маңызды.
8. 2014 жылы АҚШ-тағы NASA аэроғарыш саласында қолданылатын графен сенсорын жасап шығарды, ол жердің биік атмосферасындағы микроэлементтер мен ғарыш аппараттарындағы құрылымдық ақауларды анықтай алады. Графен сондай-ақ өте жеңіл ұшақ материалдары сияқты әлеуетті қолданбаларда маңызды рөл атқарады. Фотосезімтал элемент - бұл фотосезімтал элементтің материалы ретінде графенді қолданатын фотосезімтал элементтің жаңа түрі. Арнайы құрылым арқылы ол қолданыстағы CMOS немесе CCD-мен салыстырғанда фотосезімталдық қабілетін мыңдаған есе арттырады деп күтілуде, ал энергия тұтынуы түпнұсқаның тек 10% құрайды. Оны мониторлар мен спутниктік бейнелеу саласында қолдануға болады және камераларда, смартфондарда және т.б. қолдануға болады. Композиттік материалдар Графен негізіндегі композициялық материалдар графенді қолдану саласындағы маңызды зерттеу бағыты болып табылады. Олар энергияны сақтау, сұйық кристалды құрылғылар, электронды құрылғылар, биологиялық материалдар, зондтау материалдары және катализаторды тасымалдаушылар салаларында тамаша өнімділік көрсетті және қолдану перспективаларының кең ауқымына ие.
9. Қазіргі уақытта графенді композиттерді зерттеу негізінен графенді полимерлі композиттерге және графен негізіндегі бейорганикалық нанокомпозиттерге бағытталған. Графенді зерттеудің тереңдеуімен, графендік арматураларды сусымалы металл негізіндегі композиттерде қолдану Адамдар көбірек назар аударуда. Көп функциялы полимерлі композиттер және графеннен жасалған жоғары берік кеуекті керамикалық материалдар композиттік материалдардың көптеген ерекше қасиеттерін жақсартады. Биографен адамның сүйек кемігінің мезенхималық дің жасушаларының остеогендік дифференциациясын жеделдету үшін қолданылады, сонымен қатар кремний карбидіндегі эпитаксиалды графеннің биосенсорларын жасау үшін қолданылады. Сонымен қатар, графен сигнал күші немесе тыртық тінінің пайда болуы сияқты қасиеттерді өзгертпестен немесе бұзбай, жүйке интерфейсінің электроды ретінде пайдаланылуы мүмкін. Икемділігі, биоүйлесімділігі және өткізгіштігі арқасында графен электродтары вольфрам немесе кремний электродтарына қарағанда in vivo әлдеқайда тұрақты. Графен оксиді адам жасушаларына зиян тигізбестен E. coli өсуін тежеуде өте тиімді.
Жіберу уақыты: 06 қараша 2021 ж