1. Met de geleidelijke doorbraak van massaproductie en grote problemen, versnelt het tempo van industriële toepassing van grafeen. Op basis van bestaande onderzoeksresultaten kunnen de eerste commerciële toepassingen mobiele apparaten, ruimtevaart en nieuwe energie zijn. Batterijveld. Basic Research Graphene heeft een speciale betekenis voor basisonderzoek in de natuurkunde. Het maakt enkele kwantumeffecten mogelijk die alleen theoretisch kunnen worden aangetoond voordat ze door experimenten kunnen worden geverifieerd.
2. In tweedimensionaal grafeen lijkt de massa elektronen niet bestaand te zijn. Deze eigenschap maakt van grafeen een zeldzame gecondenseerde materie die kan worden gebruikt om relativistische kwantummechanica te bestuderen - omdat masseloze deeltjes moeten bewegen met de snelheid van het licht. Daarom moet het worden beschreven door relativistische kwantummechanica, die theoretische fysici met een nieuwe laboratoria in kleine laboratoria biedt. Zero Energy Gap Semiconductors zijn voornamelijk grafeen met één laag, en deze elektronische structuur zal de rol van gasmoleculen op het oppervlak ernstig beïnvloeden. Vergeleken met bulkgrafiet wordt de functie van een-laag grafeen om de oppervlakte-reactieactiviteit te verbeteren aangetoond door de resultaten van grafeenhydrogenering en oxidatiereacties, wat aangeeft dat de elektronische structuur van grafeen de oppervlakteactiviteit kan moduleren.
3. Bovendien kan de elektronische structuur van grafeen dienovereenkomstig worden gewijzigd door de inductie van gasmolecuuladsorptie, die niet alleen de concentratie van dragers verandert, maar ook kan worden gedoteerd met verschillende grafenen. Het sensorgrafeen kan worden gemaakt in een chemische sensor. Dit proces wordt voornamelijk voltooid door de oppervlakte -adsorptieprestaties van grafeen. Volgens het onderzoek van sommige wetenschappers kan de gevoeligheid van grafeenchemische detectoren worden vergeleken met de limiet van enkele molecuuldetectie. De unieke tweedimensionale structuur van Graphene maakt het erg gevoelig voor de omliggende omgeving. Grafeen is een ideaal materiaal voor elektrochemische biosensoren. Sensoren gemaakt van grafeen hebben een goede gevoeligheid voor het detecteren van dopamine en glucose in de geneeskunde. Transistor grafeen kan worden gebruikt om transistors te maken. Vanwege de hoge stabiliteit van de grafeenstructuur kan dit type transistor nog steeds stabiel werken op de schaal van een enkel atoom.
4. Daarentegen zullen de huidige op silicium gebaseerde transistoren hun stabiliteit verliezen op de schaal van ongeveer 10 nanometer; De ultrasnelle reactiesnelheid van elektronen in het grafeen naar het externe veld zorgt ervoor dat de transistors ervan worden gemaakt, kunnen een zeer hoge bedrijfsfrequentie bereiken. IBM heeft bijvoorbeeld in februari 2010 aangekondigd dat het de bedrijfsfrequentie van grafeentransistoren zou verhogen tot 100 GHz, die die van siliciumtransistoren van dezelfde grootte overschrijdt. Flexibel display Het buigbare scherm trok veel aandacht op de show voor consumentenelektronica, en het is de trend geworden van de ontwikkeling van flexibele displayschermen voor mobiele apparatenschermen in de toekomst.
5. De toekomstige markt van flexibel display is breed en het vooruitzicht van grafeen als basismateriaal is ook veelbelovend. Zuid -Koreaanse onderzoekers hebben voor het eerst een flexibel transparant display geproduceerd dat bestaat uit meerdere lagen grafeen en een glazen vezelpolyester bladsubstraat. Onderzoekers van de Samsung en Sungkyunkwan University in Zuid -Korea hebben een stuk pure grafeen gefabriceerd ter grootte van een tv op een 63 cm breed flexibele transparant glasvezel polyesterbord. Ze zeiden dat dit verreweg het grootste "bulk" grafeenblok is. Vervolgens gebruikten ze het grafeenblok om een flexibel touchscreen te maken.
6. De onderzoekers zeiden dat mensen in theorie hun smartphones kunnen oprollen en ze achter hun oren kunnen vastzetten als een potlood. Nieuwe energiebatterijen Nieuwe energiebatterijen zijn ook een belangrijk gebied van het vroegste commerciële gebruik van Graphene. Het Massachusetts Institute of Technology in de Verenigde Staten heeft met succes flexibele fotovoltaïsche panelen ontwikkeld met grafeen nano-coaten op het oppervlak, wat de productiekosten sterk kan verlagen en vervormbare zonnecellen. Dergelijke batterijen kunnen worden gebruikt in Night Vision Goggles, camera's en andere kleine digitale camera's. Toepassing in het apparaat. Bovendien heeft het succesvolle onderzoek en de ontwikkeling van grafeen -superbatterijen ook de problemen van onvoldoende capaciteit en een lange laadtijd van nieuwe energievoertuigbatterijen opgelost, waardoor de ontwikkeling van de nieuwe energiebatterij -industrie aanzienlijk wordt versneld.
7. Deze reeks onderzoeksresultaten maakte de weg vrij voor de toepassing van grafeen in de nieuwe energiebatterij -industrie. Desalisatie grafeenfilters worden meer gebruikt dan andere ontziltingstechnologieën. Nadat de grafeenoxidefilm in de wateromgeving in nauw contact is met water, kan een kanaal met een breedte van ongeveer 0,9 nanometer worden gevormd, en ionen of moleculen kleiner dan deze grootte kan snel doorgaan. De grootte van de capillaire kanalen in de grafeenfilm wordt verder gecomprimeerd door mechanische middelen en de poriegrootte wordt geregeld, die het zout in het zeewater efficiënt kan filteren. Het grafeen voor waterstofopslagmateriaal heeft de voordelen van lichtgewicht, hoge chemische stabiliteit en een hoog specifiek oppervlak, waardoor het de beste kandidaat is voor waterstofopslagmaterialen. Vanwege de kenmerken van hoge geleidbaarheid, hoge sterkte, ultralicht en dun in de ruimtevaart, zijn de toepassingsvoordelen van grafeen in de ruimtevaart- en militaire industrie ook extreem prominent.
8. In 2014 ontwikkelde NASA in de Verenigde Staten een grafeensensor die wordt gebruikt in het ruimtevaartveld, die sporenelementen kan detecteren in de atmosfeer op grote hoogte van de aarde en structurele defecten op ruimtevaartuigen. Graphene zal ook een belangrijkere rol spelen in mogelijke toepassingen zoals ultralichte vliegtuigmaterialen. Het lichtgevoelige element is een nieuw type lichtgevoelig element dat grafeen gebruikt als materiaal van het lichtgevoelige element. Door een speciale structuur wordt verwacht dat het het lichtgevoelige vermogen met duizenden keren zal vergroten in vergelijking met de bestaande CMO's of CCD, en het energieverbruik is slechts 10% van het origineel. Het kan worden gebruikt op het gebied van monitoren en satellietbeeldvorming en kan worden gebruikt in camera's, smartphones, enz. Composietmaterialen Grafeengebaseerde composietmaterialen zijn een belangrijke onderzoeksrichting op het gebied van grafeentoepassingen. Ze hebben uitstekende prestaties aangetoond op het gebied van energieopslag, vloeibare kristalapparaten, elektronische apparaten, biologische materialen, detectiematerialen en katalysatordragers, en hebben een breed scala aan toepassingsperspectieven.
9. Momenteel richt het onderzoek van grafeencomposieten zich voornamelijk op grafeenpolymeercomposieten en op grafeen gebaseerde anorganische nanocomposieten. Met de verdieping van grafeenonderzoek, betalen de toepassing van grafeenversterkingen in composieten op basis van metaalgebaseerde composieten steeds meer aandacht. Multifunctionele polymeercomposieten en poreuze keramische materialen van hoge sterkte gemaakt van grafeen verbeteren veel speciale eigenschappen van composietmaterialen. Biographen wordt gebruikt om de osteogene differentiatie van mesenchymale stamcellen van menselijk beenmerg te versnellen, en het wordt ook gebruikt om biosensoren van epitaxiaal grafeen op siliciumcarbide te maken. Tegelijkertijd kan grafeen worden gebruikt als een zenuwinterface -elektrode zonder eigenschappen te veranderen of te vernietigen, zoals signaalsterkte of littekenweefselvorming. Vanwege de flexibiliteit, biocompatibiliteit en geleidbaarheid zijn grafeenelektroden veel stabieler in vivo dan wolfraam- of siliciumelektroden. Grafeenoxide is zeer effectief bij het remmen van de groei van E. coli zonder menselijke cellen te schaden.
Posttijd: nov-06-2021