Графены хэрэглээ

1. Аажмаар их хэмжээний үйлдвэрлэл, том хэмжээний асуудлууд гарч ирснээр графены үйлдвэрлэлийн хэрэглээ хурдасч байна. Одоо байгаа судалгааны үр дүнд үндэслэн анхны арилжааны хэрэглээ нь хөдөлгөөнт төхөөрөмж, сансар огторгуй, шинэ эрчим хүч байж болно. Батерейны талбар. Суурь судалгаа Графен нь физикийн суурь судалгаанд онцгой ач холбогдолтой. Энэ нь туршилтаар баталгаажуулахаас өмнө зөвхөн онолын хувьд харуулах боломжтой квант нөлөөллийг идэвхжүүлдэг.

2. Хоёр хэмжээст графены хувьд электронуудын масс байхгүй мэт. Энэ шинж чанар нь графеныг харьцангуй квант механикийг судлахад ашиглаж болох ховор өтгөрүүлсэн бодис болгодог – учир нь массгүй бөөмс гэрлийн хурдаар хөдөлдөг тул үүнийг онолын физикчдэд судалгааны шинэ чиглэл өгдөг харьцангуй квант механикаар тайлбарлах ёстой. Аварга бөөмийн хурдасгуурт хийх шаардлагатай байсан туршилтуудыг жижиг лабораторид графен ашиглан хийж болно. Тэг энергийн зөрүүтэй хагас дамжуулагч нь голчлон нэг давхаргат графен бөгөөд энэхүү цахим бүтэц нь түүний гадаргуу дээрх хийн молекулуудын үүрэгт ноцтой нөлөөлнө. Бөөн графиттай харьцуулахад нэг давхаргат графины гадаргуугийн урвалын идэвхийг нэмэгдүүлэх функцийг графений устөрөгчжүүлэлт ба исэлдэлтийн урвалын үр дүнд харуулсан нь графений электрон бүтэц нь гадаргуугийн идэвхжилийг өөрчлөх чадвартай болохыг харуулж байна.

3. Үүнээс гадна графены электрон бүтцийг хийн молекулын шингээлтийн индукцын дагуу өөрчлөх боломжтой бөгөөд энэ нь зөвхөн зөөвөрлөгчдийн концентрацийг өөрчилдөг төдийгүй өөр өөр графенаар допинг хийх боломжтой юм. Мэдрэгч графеныг химийн мэдрэгч болгон хийж болно. Энэ процесс нь голчлон графены гадаргууг шингээх гүйцэтгэлээр төгсдөг. Зарим эрдэмтдийн судалгаагаар графен химийн илрүүлэгчийн мэдрэмжийг нэг молекул илрүүлэх хязгаартай харьцуулж болно. Графены өвөрмөц хоёр хэмжээст бүтэц нь түүнийг хүрээлэн буй орчинд маш мэдрэмтгий болгодог. Графен бол цахилгаан химийн биосенсоруудад тохиромжтой материал юм. Графенээр хийсэн мэдрэгч нь анагаах ухаанд допамин, глюкозыг илрүүлэх сайн мэдрэмжтэй байдаг. Транзисторын графеныг транзистор хийхэд ашиглаж болно. Графены бүтцийн өндөр тогтвортой байдлын улмаас энэ төрлийн транзистор нь нэг атомын хэмжээнд тогтвортой ажиллах боломжтой хэвээр байна.

4. Үүний эсрэгээр одоогийн цахиурт суурилсан транзисторууд нь 10 нанометрийн масштабаар тогтвортой байдлаа алдах болно; Графен дахь электронуудын гадаад талбарт үзүүлэх урвалын хурд нь түүгээр хийсэн транзисторуудыг маш өндөр давтамжтай ажиллах боломжийг олгодог. Жишээлбэл, IBM 2010 оны 2-р сард графен транзисторуудын ажиллах давтамжийг 100 ГГц хүртэл нэмэгдүүлнэ гэж зарласан нь ижил хэмжээтэй цахиурын транзисторуудын давтамжаас давсан. Уян дэлгэц Хэрэглэгчийн электроникийн үзэсгэлэнгийн үеэр нугардаг дэлгэц олны анхаарлыг татсан бөгөөд энэ нь ирээдүйд хөдөлгөөнт төхөөрөмжийн дэлгэцийн уян хатан дэлгэцийг хөгжүүлэх чиг хандлага болоод байна.

5. Уян дэлгэцийн ирээдүйн зах зээл өргөн бөгөөд үндсэн материал болох графены хэтийн төлөв бас ирээдүйтэй. Өмнөд Солонгосын судлаачид анх удаа олон давхаргат графен болон шилэн шилэн полиэфир материалаас бүрдсэн уян хатан, тунгалаг дэлгэц бүтээжээ. Өмнөд Солонгосын Самсунг болон Сунгкюнкваны их сургуулийн судлаачид 63 см өргөн уян тунгалаг шилэн шилэн полиэфир хавтан дээр зурагтны хэмжээтэй цэвэр графен бүтээжээ. Энэ бол хамгийн том "бөөнөөр" графен блок гэж тэд хэлэв. Дараа нь тэд уян хатан мэдрэгчтэй дэлгэц бүтээхийн тулд графен блок ашигласан.

6. Судлаачид онолын хувьд хүмүүс ухаалаг утсаа өнхрүүлж, чихнийхээ ард харандаа шиг хавчуулж чаддаг гэжээ. Шинэ эрчим хүчний батерейнууд Шинэ эрчим хүчний батерейнууд нь графены хамгийн эртний арилжааны хэрэглээний чухал хэсэг юм. АНУ-ын Массачусетсийн Технологийн Хүрээлэн гадаргуу дээр графен нано бүрээс бүхий уян гэрэлт цахилгаан хавтанг амжилттай зохион бүтээсэн нь тунгалаг, хэв гажилттай нарны зай үйлдвэрлэх зардлыг ихээхэн бууруулах боломжтой юм. Ийм батерейг шөнийн харааны шил, камер болон бусад жижиг дижитал камерт ашиглаж болно. Төхөөрөмж дээрх програм. Түүнчлэн, графен супер батерейг амжилттай судалж, хөгжүүлснээр шинэ эрчим хүчний автомашины батерейны хүчин чадал хангалтгүй, удаан цэнэглэгдэх зэрэг асуудлыг шийдэж, шинэ эрчим хүчний батерейны салбарын хөгжлийг ихээхэн хурдасгаж байна.

7. Энэхүү цуврал судалгааны үр дүн нь графеныг шинэ эрчим хүчний батерейны үйлдвэрлэлд ашиглах замыг тавьсан юм. Давсгүйжүүлэх графен шүүлтүүрийг бусад давсгүйжүүлэх технологиос илүү ашигладаг. Усны орчин дахь графены ислийн хальс нь устай нягт харьцсаны дараа ойролцоогоор 0.9 нанометр өргөнтэй суваг үүсч, энэ хэмжээнээс бага ион буюу молекулууд хурдан дамждаг. Графен хальсан дахь хялгасан судасны сувгийн хэмжээг механик аргаар дахин шахаж, нүхний хэмжээг хянаж, далайн усан дахь давсыг үр дүнтэй шүүж чаддаг. Устөрөгчийн агуулах материал болох графен нь хөнгөн жинтэй, химийн өндөр тогтвортой байдал, өндөр хувийн гадаргуугийн талбайн давуу талтай тул устөрөгч хадгалах материалд хамгийн сайн нэр дэвшигч болдог. Сансар огторгуйд өндөр цахилгаан дамжуулах чанар, өндөр хүч чадал, хэт хөнгөн, нимгэн шинж чанаруудаас шалтгаалан графены сансар огторгуй, цэргийн үйлдвэрлэлд хэрэглэх давуу тал нь маш чухал юм.

8. 2014 онд АНУ-ын НАСА сансар огторгуйн салбарт ашигладаг графен мэдрэгчийг бүтээсэн бөгөөд энэ нь дэлхийн өндөрт орших агаар мандлын микроэлементүүд болон сансрын хөлгүүдийн бүтцийн согогийг илрүүлэх боломжтой юм. Графен нь хэт хөнгөн онгоцны материал гэх мэт боломжит хэрэглээнд илүү чухал үүрэг гүйцэтгэх болно. Гэрэл мэдрэмтгий элемент нь гэрэл мэдрэмтгий элементийн материал болгон графеныг ашигладаг гэрэл мэдрэмтгий элементийн шинэ төрөл юм. Тусгай бүтцээр дамжуулан одоо байгаа CMOS эсвэл CCD-тэй харьцуулахад гэрэл мэдрэмтгий чадварыг хэдэн мянга дахин нэмэгдүүлэх төлөвтэй байгаа бөгөөд эрчим хүчний хэрэглээ нь анхныхаас ердөө 10% байна. Энэ нь монитор, хиймэл дагуулын дүрслэлийн салбарт ашиглагдаж болохоос гадна камер, ухаалаг утас гэх мэт ... Нийлмэл материал Графен дээр суурилсан нийлмэл материал нь графены хэрэглээний салбарт судалгааны чухал чиглэл юм. Тэд эрчим хүч хадгалах, шингэн болор төхөөрөмж, электрон төхөөрөмж, биологийн материал, мэдрэгч материал, катализатор тээвэрлэгч зэрэг салбарт маш сайн гүйцэтгэлийг харуулсан бөгөөд өргөн хүрээний хэрэглээний хэтийн төлөвтэй байна.

9. Одоогийн байдлаар графен нийлмэл материалын судалгааг голчлон графен полимер нийлмэл болон графен дээр суурилсан органик бус нанокомпозитуудад голлон анхаарч байна. Графены судалгаа гүнзгийрч, графен арматурыг задгай металл дээр суурилсан нийлмэл материалд ашиглах нь хүмүүсийн анхаарлыг улам бүр нэмэгдүүлж байна. Графенээр хийсэн олон үйлдэлт полимер нийлмэл материалууд болон өндөр бат бэх сүвэрхэг керамик материалууд нь нийлмэл материалын олон онцлог шинж чанарыг сайжруулдаг. Биографен нь хүний ​​ясны чөмөгний мезенхимийн үүдэл эсүүдийн остеоген ялгаралтыг хурдасгахад хэрэглэгддэг ба цахиурын карбид дээр эпитаксиаль графений биосенсоруудыг хийхэд ашиглагддаг. Үүний зэрэгцээ графеныг дохионы хүч, сорви үүсэх зэрэг шинж чанарыг өөрчлөх, устгахгүйгээр мэдрэлийн интерфейсийн электрод болгон ашиглаж болно. Графен электродууд нь уян хатан чанар, био нийцтэй байдал, цахилгаан дамжуулах чанараараа вольфрам эсвэл цахиурын электродуудаас илүү in vivo тогтвортой байдаг. Графены исэл нь хүний ​​эд эсийг гэмтээхгүйгээр гэдэсний савханцарын өсөлтийг дарангуйлах маш үр дүнтэй.