1. बृहत् उत्पादन र ठूला-आकारका समस्याहरूको क्रमशः सफलतासँगै, ग्राफिनको औद्योगिक प्रयोगको गति तीव्र हुँदै गइरहेको छ। अवस्थित अनुसन्धान परिणामहरूमा आधारित, पहिलो व्यावसायिक अनुप्रयोगहरू मोबाइल उपकरणहरू, एयरोस्पेस, र नयाँ ऊर्जा हुन सक्छन्। ब्याट्री क्षेत्र। आधारभूत अनुसन्धान भौतिकशास्त्रमा आधारभूत अनुसन्धानका लागि ग्राफिनको विशेष महत्त्व छ। यसले केही क्वान्टम प्रभावहरूलाई सक्षम बनाउँछ जुन प्रयोगहरू मार्फत प्रमाणित गर्नु अघि मात्र सैद्धान्तिक रूपमा प्रदर्शन गर्न सकिन्छ।
2. दुई-आयामी ग्राफिनमा, इलेक्ट्रोनहरूको द्रव्यमान अवस्थित छैन जस्तो देखिन्छ। यो गुणले ग्राफिनलाई एक दुर्लभ कन्डेन्स्ड पदार्थ बनाउँछ जुन सापेक्षिक क्वान्टम मेकानिक्स अध्ययन गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ-किनकि द्रव्यमानविहीन कणहरू प्रकाशको गतिमा सर्नु पर्छ त्यसैले, यसलाई सापेक्षिक क्वान्टम मेकानिक्सद्वारा वर्णन गरिनु पर्छ, जसले सैद्धान्तिक भौतिकशास्त्रीहरूलाई नयाँ अनुसन्धान दिशा प्रदान गर्दछ: केही। प्रयोगहरू जुन सुरुमा विशाल कण गतिवर्धकहरूमा गर्न आवश्यक थियो साना प्रयोगशालाहरूमा ग्राफिनको साथ गर्न सकिन्छ। शून्य ऊर्जा अन्तर अर्धचालकहरू मुख्यतया एकल-तह ग्राफिन हुन्, र यो इलेक्ट्रोनिक संरचनाले यसको सतहमा ग्याँस अणुहरूको भूमिकालाई गम्भीर रूपमा असर गर्नेछ। बल्क ग्रेफाइटको तुलनामा, सतह प्रतिक्रिया गतिविधि बढाउन एकल-तह graphene को कार्य ग्राफीन हाइड्रोजनेशन र ओक्सीकरण प्रतिक्रिया को परिणाम द्वारा देखाइएको छ, ग्राफीन को इलेक्ट्रोनिक संरचना सतह गतिविधि परिमार्जन गर्न सक्छ भनेर संकेत गर्दछ।
3. थप रूपमा, ग्रेफिनको इलेक्ट्रोनिक संरचना ग्यास अणु अवशोषणको प्रेरणद्वारा समान रूपमा परिवर्तन गर्न सकिन्छ, जसले वाहकहरूको एकाग्रता मात्र परिवर्तन गर्दैन, तर विभिन्न ग्राफिनहरूसँग डोप गर्न सकिन्छ। सेन्सर ग्राफिनलाई रासायनिक सेन्सर बनाउन सकिन्छ। यो प्रक्रिया मुख्यतया graphene को सतह सोखन प्रदर्शन द्वारा पूरा हुन्छ। केही विद्वानहरूको अनुसन्धानका अनुसार, ग्राफिन रासायनिक डिटेक्टरहरूको संवेदनशीलतालाई एकल अणु पत्ता लगाउने सीमासँग तुलना गर्न सकिन्छ। ग्राफिनको अद्वितीय द्वि-आयामी संरचनाले यसलाई वरपरको वातावरणमा धेरै संवेदनशील बनाउँछ। ग्राफिन इलेक्ट्रोकेमिकल बायोसेन्सरहरूको लागि एक आदर्श सामग्री हो। औषधिमा डोपामाइन र ग्लुकोज पत्ता लगाउन ग्राफिनबाट बनेको सेन्सरमा राम्रो संवेदनशीलता हुन्छ। ट्रान्जिस्टर बनाउन ट्रान्जिस्टर ग्राफिन प्रयोग गर्न सकिन्छ। ग्राफिन संरचनाको उच्च स्थिरताको कारण, यस प्रकारको ट्रान्जिस्टरले एकल एटमको स्केलमा स्थिर रूपमा काम गर्न सक्छ।
4. यसको विपरीत, हालको सिलिकन-आधारित ट्रान्जिस्टरहरूले लगभग 10 न्यानोमिटरको स्केलमा आफ्नो स्थिरता गुमाउनेछन्; बाह्य क्षेत्रमा ग्राफिनमा इलेक्ट्रोनहरूको अल्ट्रा-फास्ट प्रतिक्रिया गतिले यसबाट बनेको ट्रान्जिस्टरहरू धेरै उच्च सञ्चालन आवृत्तिमा पुग्न सक्छ। उदाहरणका लागि, आईबीएमले फेब्रुअरी 2010 मा घोषणा गर्यो कि यसले 100 GHz सम्म ग्राफिन ट्रान्जिस्टरहरूको अपरेटिङ फ्रिक्वेन्सी बढाउनेछ, जुन उही साइजको सिलिकन ट्रान्जिस्टरहरूको भन्दा बढी छ। लचिलो डिस्प्ले बेन्डेबल स्क्रिनले उपभोक्ता इलेक्ट्रोनिक्स शोमा धेरै ध्यान आकर्षित गर्यो, र यो भविष्यमा मोबाइल उपकरण प्रदर्शनका लागि लचिलो डिस्प्ले स्क्रिनहरूको विकासको प्रवृत्ति भएको छ।
5. लचिलो डिस्प्लेको भविष्यको बजार फराकिलो छ, र आधारभूत सामग्रीको रूपमा ग्राफिनको सम्भावना पनि आशाजनक छ। दक्षिण कोरियाली अन्वेषकहरूले पहिलो पटक ग्राफिनको बहु तह र ग्लास फाइबर पलिएस्टर पाना सब्सट्रेटबाट बनेको लचिलो पारदर्शी प्रदर्शन उत्पादन गरेका छन्। दक्षिण कोरियाको सामसुङ र सुङक्युङ्कवान विश्वविद्यालयका अनुसन्धानकर्ताहरूले ६३ सेन्टिमिटर चौडा लचिलो पारदर्शी ग्लास फाइबर पलिएस्टर बोर्डमा टिभीको आकारको शुद्ध ग्राफिनको टुक्रा बनाएका छन्। तिनीहरूले भने कि यो अहिलेसम्मको सबैभन्दा ठूलो "बल्क" ग्राफिन ब्लक हो। पछि, तिनीहरूले लचिलो टच स्क्रिन सिर्जना गर्न ग्राफिन ब्लक प्रयोग गरे।
6. अनुसन्धानकर्ताहरूले भने कि सैद्धान्तिक रूपमा, मानिसहरूले आफ्नो स्मार्टफोनहरू रोल अप गर्न सक्छन् र तिनीहरूलाई कान पछाडि पेन्सिल जस्तै पिन गर्न सक्छन्। नयाँ ऊर्जा ब्याट्रीहरू नयाँ ऊर्जा ब्याट्रीहरू पनि ग्राफिनको प्रारम्भिक व्यावसायिक प्रयोगको एक महत्त्वपूर्ण क्षेत्र हो। संयुक्त राज्य अमेरिकाको म्यासाचुसेट्स इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजीले सतहमा ग्राफिन न्यानो-कोटिंग्ससहित लचिलो फोटोभोल्टिक प्यानलहरू सफलतापूर्वक विकास गरेको छ, जसले पारदर्शी र विकृत सौर्य सेलहरूको निर्माणको लागतलाई धेरै कम गर्न सक्छ। यस्ता ब्याट्रीहरू नाइट भिजन चश्मा, क्यामेरा र अन्य साना डिजिटल क्यामेराहरूमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। उपकरणमा आवेदन। थप रूपमा, ग्राफिन सुपर ब्याट्रीहरूको सफल अनुसन्धान र विकासले अपर्याप्त क्षमता र नयाँ ऊर्जा वाहन ब्याट्रीहरूको लामो समय चार्ज गर्ने समस्याहरू पनि समाधान गरेको छ, जसले नयाँ ऊर्जा ब्याट्री उद्योगको विकासलाई ठूलो गतिमा बढाएको छ।
7. अनुसन्धान परिणामहरूको यो श्रृंखलाले नयाँ ऊर्जा ब्याट्री उद्योगमा ग्राफिनको प्रयोगको लागि मार्ग प्रशस्त गर्यो। डिसेलिनेशन ग्राफिन फिल्टरहरू अन्य डिसेलिनेशन टेक्नोलोजीहरू भन्दा बढी प्रयोग गरिन्छ। पानीको वातावरणमा रहेको ग्राफिन अक्साइड फिल्म पानीसँग नजिकको सम्पर्कमा आएपछि, करिब ०.९ न्यानोमिटर चौडाइ भएको च्यानल बन्न सक्छ र यस आकारभन्दा सानो आयन वा अणुहरू छिट्टै पास हुन सक्छन्। ग्राफिन फिल्ममा केशिका च्यानलहरूको साइज मेकानिकल माध्यमद्वारा थप संकुचित गरिन्छ, र छिद्रको आकार नियन्त्रण गरिन्छ, जसले समुद्री पानीमा नुनलाई कुशलतापूर्वक फिल्टर गर्न सक्छ। हाइड्रोजन भण्डारण सामग्री ग्राफिनमा हल्का तौल, उच्च रासायनिक स्थिरता र उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्रको फाइदाहरू छन्, जसले यसलाई हाइड्रोजन भण्डारण सामग्रीको लागि उत्तम उम्मेद्वार बनाउँछ। उच्च चालकता, उच्च शक्ति, अल्ट्रा-लाइट र एयरोस्पेस मा पातलो को विशेषताहरु को कारण, एयरोस्पेस र सैन्य उद्योग मा graphene को उपयोग लाभहरु पनि अत्यन्त प्रमुख छन्।
8. 2014 मा, संयुक्त राज्य अमेरिकाको NASA ले एरोस्पेस क्षेत्रमा प्रयोग हुने ग्राफिन सेन्सरको विकास गर्यो, जसले पृथ्वीको उच्च-उचाइको वायुमण्डलमा ट्रेस तत्वहरू र अन्तरिक्ष यानमा संरचनात्मक त्रुटिहरू पत्ता लगाउन सक्छ। ग्राफिनले अल्ट्रालाइट एयरक्राफ्ट सामग्री जस्ता सम्भावित अनुप्रयोगहरूमा अझ महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्नेछ। फोटोसेन्सिटिभ एलिमेन्ट फोटोसेन्सिटिभ एलिमेन्टको सामग्रीको रूपमा ग्राफिन प्रयोग गरी नयाँ प्रकारको फोटोसेन्सिटिभ तत्व हो। एक विशेष संरचना मार्फत, यसले विद्यमान CMOS वा CCD को तुलनामा हजारौं गुणाले फोटोसेन्सिटिभ क्षमता बढाउने अपेक्षा गरिएको छ, र ऊर्जा खपत मूलको 10% मात्र हो। यसलाई मोनिटर र स्याटेलाइट इमेजिङको क्षेत्रमा प्रयोग गर्न सकिन्छ र क्यामेरा, स्मार्ट फोन आदिमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। कम्पोजिट सामग्री ग्राफिनमा आधारित कम्पोजिट सामग्री ग्राफिन अनुप्रयोगको क्षेत्रमा एउटा महत्त्वपूर्ण अनुसन्धान दिशा हो। तिनीहरूले ऊर्जा भण्डारण, तरल क्रिस्टल यन्त्रहरू, इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरू, जैविक सामग्रीहरू, सेन्सिङ सामग्रीहरू, र उत्प्रेरक वाहकहरूको क्षेत्रमा उत्कृष्ट प्रदर्शन प्रदर्शन गरेका छन्, र अनुप्रयोग सम्भावनाहरूको विस्तृत दायरा छ।
9. वर्तमानमा, ग्राफिन कम्पोजिटहरूको अनुसन्धान मुख्यतया ग्राफिन पोलिमर कम्पोजिट र ग्राफिन-आधारित अकार्बनिक नानोकम्पोजिटहरूमा केन्द्रित छ। ग्राफिन अनुसन्धानको गहिराइको साथ, बल्क मेटल-आधारित कम्पोजिटहरूमा ग्राफिन सुदृढीकरणको आवेदन मानिसहरूले बढी र अधिक ध्यान दिइरहेका छन्। बहुकार्यात्मक पोलिमर कम्पोजिटहरू र ग्राफिनले बनेको उच्च-शक्ति पोरस सिरेमिक सामग्रीले मिश्रित सामग्रीको धेरै विशेष गुणहरू बढाउँछ। बायोग्राफीन मानव हड्डी मज्जा मेसेन्काइमल स्टेम सेलहरूको ओस्टियोजेनिक भिन्नतालाई गति दिन प्रयोग गरिन्छ, र यो सिलिकन कार्बाइडमा एपिटेक्सियल ग्राफिनको बायोसेन्सरहरू बनाउन पनि प्रयोग गरिन्छ। एकै समयमा, ग्राफीनलाई नर्भ इन्टरफेस इलेक्ट्रोडको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ जसमा संकेत शक्ति वा दाग टिश्यू गठन जस्ता गुणहरू परिवर्तन वा नष्ट नगरी। यसको लचिलोपन, बायोकम्प्याटिबिलिटी र चालकताको कारण, ग्राफिन इलेक्ट्रोडहरू टंगस्टन वा सिलिकन इलेक्ट्रोडहरू भन्दा भिभोमा धेरै स्थिर छन्। ग्राफिन अक्साइड मानव कोशिकाहरूलाई हानि नगरी ई. कोलाईको वृद्धिलाई रोक्न धेरै प्रभावकारी हुन्छ।
पोस्ट समय: नोभेम्बर-06-2021