1. Ar pakāpenisku masveida ražošanas un liela izmēra problēmu sasniegšanu grafēna rūpnieciskās pielietošanas tempi tiek paātrināti. Balstoties uz esošajiem pētījumu rezultātiem, pirmās komerciālās lietojumprogrammas var būt mobilās ierīces, aviācijas un kosmosa un jauna enerģija. Akumulatora lauks. Pamatpētījuma grafēnam ir īpaša nozīme fizikas pamatpētījumiem. Tas ļauj veikt dažus kvantu efektus, ko teorētiski var pierādīt tikai pirms tam, var pārbaudīt ar eksperimentiem.
2. Divdimensiju grafēnā, šķiet, ka elektronu masa neeksistē. Šī īpašība padara grafēnu par retu kondensētu vielu, ko var izmantot, lai izpētītu relativistisko kvantu mehāniku, jo bez maskējošām daļiņām jāpārvietojas ar gaismas ātrumu, tāpēc tas jāapraksta ar relativistisku kvantu mehāniku, kas teorētiskiem fiziķiem nodrošina jaunu pētījumu virzienu: daži eksperimenti, kas sākotnēji bija jāveic milzu daļiņu paātrinātājiem ar grafēnu, kas ir jāizdara mazu labumu. Nulles enerģijas spraugas pusvadītāji galvenokārt ir viena slāņa grafēns, un šī elektroniskā struktūra nopietni ietekmēs gāzes molekulu lomu uz tā virsmas. Salīdzinot ar lielapjoma grafītu, viena slāņa grafēna funkcija, lai uzlabotu virsmas reakcijas aktivitāti, parāda ar grafēna hidrogenēšanas un oksidācijas reakciju rezultātiem, norādot, ka grafēna elektroniskā struktūra var modulēt virsmas aktivitāti.
3. Turklāt grafēna elektronisko struktūru var attiecīgi mainīt, indukcējot gāzes molekulas adsorbciju, kas ne tikai maina nesēju koncentrāciju, bet arī var leģēt ar dažādiem grafēniem. Sensora grafēnu var padarīt par ķīmisku sensoru. Šo procesu galvenokārt pabeidz ar grafēna virsmas adsorbcijas veiktspēju. Saskaņā ar dažu zinātnieku pētījumiem grafēna ķīmisko detektoru jutīgumu var salīdzināt ar vienas molekulu noteikšanas robežu. Grafēna unikālā divdimensiju struktūra padara to ļoti jutīgu pret apkārtējo vidi. Grafēns ir ideāls materiāls elektroķīmiskajiem biosensoriem. Sensoriem, kas izgatavoti no grafēna, ir laba jutība dopamīna un glikozes noteikšanai medicīnā. Tranzistora grafēnu var izmantot tranzistoru izgatavošanai. Sakarā ar augsto grafēna struktūras stabilitāti, šāda veida tranzistors joprojām var stabili darboties viena atoma mērogā.
4. Turpretī pašreizējie silīcija bāzes tranzistori zaudēs stabilitāti aptuveni 10 nanometru mērogā; Īpaši ātrais elektronu reakcijas ātrums grafēnā uz ārējo lauku padara no tā izgatavotajiem tranzistoriem var sasniegt ļoti augstu darba frekvenci. Piemēram, IBM 2010. gada februārī paziņoja, ka tas palielinās grafēna tranzistoru darbības frekvenci līdz 100 GHz, kas pārsniedz tāda paša izmēra silīcija tranzistorus. Elastīgs displejs Bendable ekrāns piesaistīja daudz uzmanības patēriņa elektronikas šovā, un tas ir kļuvis par tendenci uz elastīgu displeja ekrānu attīstību mobilo ierīču displejiem nākotnē.
5. Nākotnes elastīgā displeja tirgus ir plašs, un arī daudzsološs ir grafēna kā pamata materiāla izredzes. Dienvidkorejas pētnieki pirmo reizi ir izgatavojuši elastīgu caurspīdīgu displeju, kas sastāv no vairākiem grafēna slāņiem un stikla šķiedras poliestera loksnes substrāta. Dienvidkorejas Samsung un Sungkyunkwan universitātes pētnieki ir izgatavojuši tīra grafēna gabalu, kura lielums ir 63 cm plata elastīga caurspīdīga stikla šķiedras poliestera plate. Viņi teica, ka tas ir līdz šim lielākais “lielapjoma” grafēna bloks. Pēc tam viņi izmantoja grafēna bloku, lai izveidotu elastīgu skārienekrānu.
6. Pētnieki sacīja, ka teorētiski cilvēki var sarullēt savus viedtālruņus un piespraust tos aiz ausīm kā zīmulis. Jaunas enerģijas baterijas Jaunas enerģijas baterijas ir arī svarīga grafēna agrākās komerciālās lietošanas joma. Masačūsetsas Tehnoloģiju institūts Amerikas Savienotajās Valstīs ir veiksmīgi izstrādājis elastīgus fotoelektriskos paneļus ar grafēna nanoatākumiem uz virsmas, kas var ievērojami samazināt caurspīdīgu un deformējamu saules bateriju ražošanas izmaksas. Šādas baterijas var izmantot nakts redzamības aizsargās, kamerās un citās mazās digitālajās kamerās. Lietojumprogramma ierīcē. Turklāt veiksmīga grafēna super bateriju izpēte un attīstība ir arī atrisinājusi jaunas enerģijas transportlīdzekļu bateriju nepietiekamas jaudas un ilgstoša uzlādes laika problēmas, ievērojami paātrinot jaunās enerģijas akumulatoru nozares attīstību.
7. Šī pētījumu rezultātu sērija pavēra ceļu grafēna izmantošanai jaunajā enerģijas akumulatoru nozarē. Atsāļošanas grafēna filtri tiek izmantoti vairāk nekā citas atsāļošanas tehnoloģijas. Pēc tam, kad grafēna oksīda plēve ūdens vidē ir ciešā saskarē ar ūdeni, var veidoties kanāls ar platumu aptuveni 0,9 nanometru, un joniem vai molekulām, kas ir mazākas par šo izmēru, var ātri iziet cauri. Kapilāru kanālu lielums grafēna plēvē tiek tālāk saspiests ar mehāniskiem līdzekļiem, un poru lielums tiek kontrolēts, kas var efektīvi filtrēt sāli jūras ūdenī. Ūdeņraža uzglabāšanas materiāla grafēnam ir viegla svara, augsta ķīmiskās stabilitātes un augsta specifiskā virsmas laukuma priekšrocības, padarot to par labāko kandidātu ūdeņraža uzglabāšanas materiāliem. Sakarā ar augstas vadītspējas, augstas izturības, īpaši gaismas un plānas īpašībām aviācijas un kosmosa piemērošanas priekšrocības aviācijas un kosmosa un militārā rūpniecībā ir arī ārkārtīgi ievērojamas.
8. 2014. gadā NASA Amerikas Savienotajās Valstīs izstrādāja grafēna sensoru, ko izmantoja kosmiskās laukā, kas var noteikt mikroelementus zemes augstuma atmosfērā un kosmosa kuģa strukturālos defektus. Grafēnam būs arī nozīmīgāka loma potenciālajos lietojumos, piemēram, ultralight gaisa kuģu materiālos. Fotosensitīvs elements ir jauna veida gaisotne, izmantojot grafēnu kā fotosensitīvā elementa materiālu. Paredzams, ka, izmantojot īpašu struktūru, tūkstošiem reižu palielinās gaismas jutīgo spēju, salīdzinot ar esošajām CMOS vai CCD, un enerģijas patēriņš ir tikai 10% no oriģināla. To var izmantot monitoru un satelītu attēlveidošanas jomā, un to var izmantot kamerās, viedtālruņos utt. Kompozītmateriāli, kas balstīti uz kompozītmateriāliem, ir svarīgs pētījumu virziens grafēna lietojumprogrammu jomā. Viņi ir demonstrējuši lielisku veiktspēju enerģijas uzglabāšanas, šķidro kristālu ierīču, elektronisko ierīču, bioloģisko materiālu, sensoru materiālu un katalizatora nesējus laukos, un tiem ir plašs pielietojuma perspektīvu klāsts.
9. Pašlaik grafēna kompozītu pētījumi galvenokārt ir vērsti uz grafēna polimēru kompozītiem un uz grafēna bāzes neorganiskiem nanokompozītiem. Ar grafēna pētījumu padziļināšanu grafēna pastiprinājumu pielietojums beztaras metāla kompozītmateriāliem cilvēkiem pievērš arvien lielāku uzmanību. Daudzfunkcionāli polimēru kompozīti un augstas stiprības porainie keramikas materiāli, kas izgatavoti no grafēna, uzlabo daudzas kompozītmateriālu īpašības. Biogrāfe tiek izmantota, lai paātrinātu cilvēka kaulu smadzeņu mezenhimālo cilmes šūnu osteogēno diferenciāciju, un to izmanto arī epitaksiālā grafēna biosensoriem uz silīcija karbīda. Tajā pašā laikā grafēnu var izmantot kā nervu interfeisa elektrodu, nemainot un neiznīcinot tādas īpašības kā signāla stiprums vai rētaudu veidošanās. Sakarā ar tā elastību, bioloģisko savietojamību un vadītspēju, grafēna elektrodi ir daudz stabilāki in vivo nekā volframa vai silīcija elektrodi. Grafēna oksīds ir ļoti efektīvs, lai kavētu E. coli augšanu, nekaitējot cilvēka šūnām.
Pasta laiks: NOV-06-2121