Zastosowanie grafenu

1. Przy stopniowym przełomie masowej produkcji i problemami o dużej wielkości tempo przemysłowego zastosowania grafenu przyspiesza. Na podstawie istniejących wyników badań pierwszymi aplikacjami komercyjnymi mogą być urządzenia mobilne, lotnicze i nowa energia. Pole baterii. Grafen badawczy podstawowy ma szczególne znaczenie dla podstawowych badań fizyki. Umożliwia niektóre efekty kwantowe, które można wykazać tylko teoretycznie, wcześniej można je zweryfikować poprzez eksperymenty.

2. W dwuwymiarowym grafenie masa elektronów wydaje się nie istnieć. Ta właściwość sprawia, że ​​grafen jest rzadką skondensowaną materią, którą można wykorzystać do badania relatywistycznej mechaniki kwantowej - ponieważ cząstki bez masy muszą się poruszać z prędkością światła, należy ją opisać za pomocą relatywistycznej mechaniki kwantowej, która zapewnia fizykom teoretycznym nowy kierunek badań: niektóre Eksperymenty, które pierwotnie musiały być przeprowadzane w gigantycznych akceleratorach cząstek, można przeprowadzić grafen w małych laboratoriach. Półprzewodniki zero energii są głównie grafenem jednowarstwowym, a ta struktura elektroniczna poważnie wpłynie na rolę cząsteczek gazu na jego powierzchni. W porównaniu z grafitem luzem, funkcja grafenu jednowarstwowego w celu zwiększenia aktywności reakcji powierzchniowej pokazują wyniki reakcji uwodornienia grafenu i utleniania, co wskazuje, że elektroniczna struktura grafenu może modulować aktywność powierzchniową.

3. Ponadto elektroniczną strukturę grafenu można odpowiednio zmienić przez indukcję adsorpcji cząsteczki gazowej, która nie tylko zmienia stężenie nośników, ale także można domieszkować różnymi grafenami. Grafen czujnika można wykonać w czujnik chemiczny. Proces ten kończy się głównie przez wydajność adsorpcji powierzchni grafenu. Według badań niektórych uczonych wrażliwość detektorów chemicznych grafenu można porównać z granicą wykrywania pojedynczej cząsteczki. Unikalna dwuwymiarowa struktura grafenu sprawia, że ​​jest bardzo wrażliwa na otaczające środowisko. Grafen jest idealnym materiałem do elektrochemicznych bioczujników. Czujniki wykonane z grafenu mają dobrą czułość do wykrywania dopaminy i glukozy w medycynie. Do tworzenia tranzystorów można użyć grafenu tranzystorowego. Ze względu na wysoką stabilność struktury grafenu ten typ tranzystora może nadal działać stabilnie w skali jednego atomu.

4. Natomiast obecne tranzystory na bazie krzemu stracą swoją stabilność w skali około 10 nanometrów; Ultra szybkość reakcji elektronów w grafenie do pola zewnętrznego sprawia, że ​​wykonane z niego tranzystory mogą osiągnąć bardzo wysoką częstotliwość roboczą. Na przykład IBM ogłosił w lutym 2010 r., Że zwiększy częstotliwość operacyjną tranzystorów grafenowych do 100 GHz, co przekracza częstotliwość tranzystorów krzemu o tej samej wielkości. Elastyczny wyświetlacz Zgięcie ekranu przyciągnęło wiele uwagi na pokazie elektroniki użytkowej i stał się trendem rozwoju elastycznych ekranów wyświetlaczy dla wyświetlaczy urządzeń mobilnych w przyszłości.

5. Przyszły rynek elastycznego wyświetlania jest szeroki, a perspektywa grafenu jako podstawowego materiału jest również obiecujący. Południowo -koreańscy badacze po raz pierwszy wyprodukowali elastyczny przezroczysty wyświetlacz złożony z wielu warstw grafenu i podłoża szklanego poliestrowego blacha. Naukowcy z Uniwersytetu Samsung i Sungkyunkwan z Korei Południowej wytworzyli kawałek czystego grafenu wielkości telewizora na elastycznej elastycznej płycie poliestrowej włókna szklanego o szerokości 63 cm. Powiedzieli, że jest to zdecydowanie największy „masowy” blok grafenowy. Następnie użyli bloku grafenu do utworzenia elastycznego ekranu dotykowego.

6. Naukowcy powiedzieli, że teoretycznie ludzie mogą zwinąć smartfony i przypiąć je za uszy jak ołówek. Nowe baterie energetyczne Nowe baterie energetyczne są również ważnym obszarem najwcześniejszego użytku komercyjnego grafenu. Massachusetts Institute of Technology w Stanach Zjednoczonych z powodzeniem opracował elastyczne panele fotowoltaiczne z grafenowymi nanoterami na powierzchni, co może znacznie obniżyć koszty produkcji przezroczyste i odkształcalne ogniwa słoneczne. Takie akumulatory mogą być używane w goglach noktowizyjnych, kamerach i innych małych aparatach cyfrowych. Aplikacja w urządzeniu. Ponadto udane badania i rozwój grafenowych baterii rozwiązały również problemy związane z niewystarczającą pojemnością i długim czasem ładowania nowych akumulatorów pojazdów energetycznych, znacznie przyspieszając rozwój nowego przemysłu baterii energetycznych.

7. Ta seria wyników badań utorowała drogę do zastosowania grafenu w nowej branży baterii energetycznych. Filtry grafenowe odsalania są wykorzystywane bardziej niż inne technologie odsalania. Po tym, jak folia tlenku grafenu w środowisku wodnym jest w bliskim kontakcie z wodą, można utworzyć kanał o szerokości około 0,9 nanometrów, a jony lub cząsteczki mniejsze niż ten rozmiar mogą szybko przejść. Rozmiar kanałów kapilarnych w folii grafenowej jest dalej kompresowany metodami mechanicznymi, a rozmiar porów jest kontrolowany, co może skutecznie filtrować sól w wodzie morskiej. Grafen materiału do magazynowania wodoru ma zalety lekkiej, wysokiej stabilności chemicznej i wysokiej powierzchni właściwej, co czyni go najlepszym kandydatem do magazynowania wodoru. Ze względu na charakterystykę wysokiej przewodności, wysokiej wytrzymałości, ultra światła i cienkiego w lotnisku, zalety zastosowania grafenu w przemyśle lotniczym i wojskowym są również niezwykle widoczne.

8. W 2014 r. NASA w Stanach Zjednoczonych opracowało czujnik grafenu stosowany w polu lotniczym, który może wykryć pierwiastki śladowe w atmosferze na dużej wysokości ziemi i defektów strukturalnych na statku kosmicznym. Grafen będzie również odgrywać ważniejszą rolę w potencjalnych zastosowaniach, takich jak ultralekkie materiały samolotów. Element światłoczuły to nowy rodzaj elementu światłoczułego wykorzystującego grafen jako materiał elementu światłoczułego. Oczekuje się, że dzięki specjalnej strukturze zwiększy zdolność światłoczula o tysiące razy w porównaniu z istniejącymi CMO lub CCD, a zużycie energii wynosi tylko 10% oryginału. Może być stosowany w dziedzinie monitorów i obrazowania satelitarnego i może być stosowany w kamerach, smartfonach itp. Materiały kompozytowe oparte na grafenu materiały kompozytowe są ważnym kierunkiem badań w dziedzinie zastosowań grafenowych. Wykazali doskonałą wydajność w dziedzinach magazynowania energii, urządzeń ciekłokrystalicznych, urządzeń elektronicznych, materiałów biologicznych, materiałów wykrywających i nośników katalizatorów, i mają szeroki zakres potencjalnych klientów.

9. Obecnie badania kompozytów grafenowych koncentrują się głównie na kompozytach polimerowych grafenu i nieorganicznych nanokompozytach na bazie grafenu. Dzięki pogłębieniu badań grafenowych zastosowanie wzmocnień grafenowych w masowych kompozytach opartych na metalach ludzie zwracają coraz większą uwagę. Wielofunkcyjne kompozyty polimerowe i porowate materiały ceramiczne o wysokiej wytrzymałości wykonane z grafenu zwiększają wiele specjalnych właściwości materiałów kompozytowych. Biographen służy do przyspieszenia osteogennego różnicowania ludzkich mezenchymalnych komórek macierzystych szpiku kostnego, a także stosuje się go do tworzenia bioczujników grafenu epitaksjalnego na węgliku krzemu. Jednocześnie grafen może być używany jako elektroda interfejsu nerwowego bez zmiany lub niszczenia właściwości, takich jak wytrzymałość sygnału lub tworzenie tkanki blizny. Ze względu na elastyczność, biokompatybilność i przewodność elektrody grafenowe są znacznie bardziej stabilne in vivo niż elektrody wolframowe lub krzemowe. Tlenek grafenu jest bardzo skuteczny w hamowaniu wzrostu E. coli bez szkody ludzkich komórek.

 


Czas postu: listopada 06-2021
top