Applikazzjoni tal-Graphene

1. Bl-avvanz gradwali tal-produzzjoni tal-massa u l-problemi ta 'daqs kbir, il-pass tal-applikazzjoni industrijali tal-grafene qed jaċċellera. Ibbażat fuq ir-riżultati tar-riċerka eżistenti, l-ewwel applikazzjonijiet kummerċjali jistgħu jkunu tagħmir mobbli, aerospazjali, u enerġija ġdida. Qasam tal-batterija. Riċerka bażika Il-grafene għandu sinifikat speċjali għar-riċerka bażika fil-fiżika. Jippermetti xi effetti quantum li jistgħu jintwerew teoretikament biss qabel ma jkunu jistgħu jiġu vverifikati permezz ta' esperimenti.

2. Fil-grafene bidimensjonali, il-massa ta 'elettroni tidher li ma teżistix. Din il-proprjetà tagħmel graphene materja kondensata rari li tista 'tintuża biex tistudja l-mekkanika kwantistika relattivistiku-għaliex partiċelli mingħajr massa għandhom jiċċaqilqu bil-veloċità tad-dawl Għalhekk, għandha tiġi deskritta mill-mekkanika kwantistika relativistika, li tipprovdi lis-fiżiċi teoretiċi b'direzzjoni ġdida ta' riċerka: xi wħud esperimenti li oriġinarjament kellhom isiru f'aċċeleraturi ta 'partiċelli ġganti jistgħu jitwettqu bil-grafene f'laboratorji żgħar. Semikondutturi ta 'distakk ta' enerġija żero huma prinċipalment graphene b'saff wieħed, u din l-istruttura elettronika se taffettwa serjament ir-rwol tal-molekuli tal-gass fuq il-wiċċ tagħha. Meta mqabbel mal-grafita bl-ingrossa, il-funzjoni tal-grafita b'saff wieħed biex ittejjeb l-attività ta 'reazzjoni tal-wiċċ hija murija mir-riżultati ta' reazzjonijiet ta 'idroġenazzjoni u ossidazzjoni tal-graffen, li jindikaw li l-istruttura elettronika tal-grafene tista' timmodula l-attività tal-wiċċ.

3. Barra minn hekk, l-istruttura elettronika tal-grafene tista 'tiġi mibdula b'mod korrispondenti bl-induzzjoni ta' adsorbiment tal-molekula tal-gass, li mhux biss tbiddel il-konċentrazzjoni tat-trasportaturi, iżda wkoll tista 'tiġi ddoppjata b'grafeni differenti. Is-sensor graphene jista 'jsir f'sensor kimiku. Dan il-proċess jitlesta prinċipalment mill-prestazzjoni tal-adsorbiment tal-wiċċ tal-grafene. Skont ir-riċerka ta 'xi studjużi, is-sensittività tad-ditekters kimiċi tal-grafene tista' titqabbel mal-limitu ta 'skoperta ta' molekula waħda. L-istruttura bidimensjonali unika tal-Graphene tagħmilha sensittiva ħafna għall-ambjent tal-madwar. Il-grafene huwa materjal ideali għal biosensors elettrokimiċi. Sensuri magħmula mill-grafene għandhom sensittività tajba biex jiskopru dopamine u glukożju fil-mediċina. Transistor graphene jista 'jintuża biex jagħmel transisters. Minħabba l-istabbiltà għolja tal-istruttura tal-grafen, dan it-tip ta 'transistor xorta jista' jaħdem b'mod stabbli fuq l-iskala ta 'atomu wieħed.

4. B'kuntrast, it-transistors kurrenti bbażati fuq is-silikon se jitilfu l-istabbiltà tagħhom fuq l-iskala ta 'madwar 10 nanometri; il-veloċità ta 'reazzjoni ultra-veloċi ta' elettroni fil-grafene għall-kamp estern jagħmel it-transistors magħmula minnha jistgħu jilħqu Frekwenza operattiva għolja ħafna. Pereżempju, IBM ħabbret fi Frar 2010 li se żżid il-frekwenza operattiva tat-transisters tal-grafene għal 100 GHz, li taqbeż dik tat-transisters tas-silikon tal-istess daqs. Wirja flessibbli L-iskrin li jista 'jgħawweġ ġibed ħafna attenzjoni fil-Consumer Electronics Show, u saret it-tendenza tal-iżvilupp ta' skrins tal-wiri flessibbli għal wirjiet ta 'apparat mobbli fil-futur.

5. Is-suq futur tal-wiri flessibbli huwa wiesa ', u l-prospett tal-grafene bħala materjal bażiku huwa wkoll promettenti. Riċerkaturi tal-Korea t'Isfel ipproduċew għall-ewwel darba display trasparenti flessibbli magħmul minn saffi multipli ta 'grafen u sottostrat tal-folja tal-poliester tal-fibra tal-ħġieġ. Riċerkaturi mis-Samsung tal-Korea t'Isfel u l-Università ta 'Sungkyunkwan ffabbrikaw biċċa graphene pur daqs TV fuq bord tal-poliester tal-fibra tal-ħġieġ trasparenti flessibbli ta' 63 ċm wiesgħa. Huma qalu li dan huwa bil-bosta l-akbar blokk tal-graffen "bulk". Sussegwentement, huma użaw il-blokka tal-graffen biex joħolqu touch screen flessibbli.

6. Ir-riċerkaturi qalu li fit-teorija, in-nies jistgħu jtellgħu l-ismartphones tagħhom u jpinġuhom wara widnejhom bħal lapes. Batteriji ta 'enerġija ġodda Batteriji ta' enerġija ġodda huma wkoll qasam importanti ta 'l-użu kummerċjali bikri tal-grafene. L-Istitut tat-Teknoloġija ta 'Massachusetts fl-Istati Uniti żviluppa b'suċċess pannelli fotovoltajċi flessibbli b'nano-kisi tal-graffen fuq il-wiċċ, li jistgħu jnaqqsu ħafna l-ispiża tal-manifattura ta' ċelloli solari trasparenti u deformabbli. Tali batteriji jistgħu jintużaw f'nuċċalijiet ta' viżjoni bil-lejl, kameras u kameras diġitali żgħar oħra. Applikazzjoni fl-apparat. Barra minn hekk, ir-riċerka u l-iżvilupp b'suċċess tal-batteriji super tal-grafene solvew ukoll il-problemi ta 'kapaċità insuffiċjenti u ħin twil ta' ċċarġjar ta 'batteriji ġodda ta' vetturi tal-enerġija, u aċċelleraw ħafna l-iżvilupp tal-industrija tal-batterija tal-enerġija ġdida.

7. Din is-serje ta 'riżultati ta' riċerka wittew it-triq għall-applikazzjoni tal-grafene fl-industrija l-ġdida tal-batterija tal-enerġija. Il-filtri tal-graffen tad-desalinizzazzjoni jintużaw aktar minn teknoloġiji oħra tad-desalinizzazzjoni. Wara li l-film tal-ossidu tal-graffen fl-ambjent tal-ilma jkun f'kuntatt mill-qrib mal-ilma, jista 'jiġi ffurmat kanal b'wisa' ta 'madwar 0.9 nanometri, u jonji jew molekuli iżgħar minn dan id-daqs jistgħu jgħaddu malajr. Id-daqs tal-kanali kapillari fil-film tal-grafen huwa kompressat aktar b'mezzi mekkaniċi, u d-daqs tal-pori huwa kkontrollat, li jista 'jiffiltra b'mod effiċjenti l-melħ fl-ilma baħar. Il-materjal tal-ħażna tal-idroġenu graphene għandu l-vantaġġi ta 'piż ħafif, stabbiltà kimika għolja u erja tal-wiċċ speċifika għolja, li jagħmilha l-aħjar kandidat għal materjali tal-ħażna tal-idroġenu. Minħabba l-karatteristiċi ta 'konduttività għolja, qawwa għolja, ultra-ħfief u rqiqa fl-ajruspazju, il-vantaġġi tal-applikazzjoni tal-grafin fl-industrija aerospazjali u militari huma wkoll estremament prominenti.

8. Fl-2014, in-NASA fl-Istati Uniti żviluppat sensor tal-grafin użat fil-qasam aerospazjali, li jista 'jsib oligoelementi fl-atmosfera ta' altitudni għolja tad-dinja u difetti strutturali fuq vetturi spazjali. Il-grafene se jkollu wkoll rwol aktar importanti f'applikazzjonijiet potenzjali bħal materjali tal-inġenji tal-ajru ultraħfief. L-element fotosensittiv huwa tip ġdid ta 'element fotosensittiv li juża graphene bħala l-materjal tal-element fotosensittiv. Permezz ta 'struttura speċjali, huwa mistenni li żżid l-abbiltà fotosensittiva b'eluf ta' drabi meta mqabbla mas-CMOS jew CCD eżistenti, u l-konsum tal-enerġija huwa biss 10% tal-oriġinal. Jista 'jintuża fil-qasam tal-monitors u l-immaġini bis-satellita, u jista' jintuża f'kameras, smart phones, eċċ Materjali komposti Materjali komposti bbażati fuq il-grafene huma direzzjoni ta 'riċerka importanti fil-qasam tal-applikazzjonijiet tal-grafene. Huma wrew prestazzjoni eċċellenti fl-oqsma tal-ħażna tal-enerġija, apparat tal-kristalli likwidi, apparat elettroniku, materjali bijoloġiċi, materjali sensing, u trasportaturi tal-katalist, u għandhom firxa wiesgħa ta 'prospetti ta' Applikazzjoni.

9. Fil-preżent, ir-riċerka tal-kompożiti tal-grafene tiffoka prinċipalment fuq komposti tal-polimeru tal-grafin u nanokomposti inorganiċi bbażati fuq il-grafene. Bl-approfondiment tar-riċerka tal-graphene, l-applikazzjoni ta 'rinforzi tal-grafene f'komposti bl-ingrossa bbażati fuq il-metall In-nies qed jagħtu aktar u aktar attenzjoni. Il-kompożiti tal-polimeru multifunzjonali u l-materjali taċ-ċeramika porużi ta 'saħħa għolja magħmulin mill-graffen isaħħu ħafna proprjetajiet speċjali ta' materjali komposti. Il-bijografen jintuża biex jaċċellera d-differenzjazzjoni osteoġenika taċ-ċelloli staminali mesenchymal tal-mudullun tal-bniedem, u jintuża wkoll biex jagħmel biosensors ta 'grafene epitassjali fuq karbur tas-silikon. Fl-istess ħin, graphene jista 'jintuża bħala elettrodu ta' interface tan-nervituri mingħajr ma jinbidlu jew jeqirdu l-proprjetajiet bħall-qawwa tas-sinjal jew il-formazzjoni tat-tessut taċ-ċikatriċi. Minħabba l-flessibilità, il-bijokompatibilità u l-konduttività tiegħu, l-elettrodi tal-graffen huma ħafna aktar stabbli in vivo minn elettrodi tat-tungstenu jew tas-silikon. L-ossidu tal-grafene huwa effettiv ħafna biex jinibixxi t-tkabbir ta 'E. coli mingħajr ma jagħmel ħsara liċ-ċelloli umani.