1. Cu descoperirea treptată a producției în masă și a problemelor de dimensiuni mari, ritmul aplicării industriale a grafenului se accelerează. Pe baza rezultatelor cercetării existente, primele aplicații comerciale pot fi dispozitive mobile, aerospațiale și energie nouă. Câmpul bateriei. Grafenul de cercetare de bază are o semnificație specială pentru cercetarea de bază în fizică. Permite unele efecte cuantice care pot fi demonstrate doar teoretic înainte de a putea fi verificate prin experimente.
2. În grafen bidimensional, masa electronilor pare a fi inexistentă. Această proprietate face din grafen o materie condensată rară, care poate fi utilizată pentru a studia mecanica cuantică relativistă - pentru că particulele fără masă trebuie să se deplaseze la viteza luminii, prin urmare, trebuie descrisă de mecanica cuantică relativistă, care oferă fizicienilor teoretici cu o nouă direcție de cercetare: unele experimente care sunt necesare inițial pentru a fi efectuate în acceleratoare de particule gigant. Semiconductorii zero de energie energetică sunt în principal grafen cu un singur strat, iar această structură electronică va afecta serios rolul moleculelor de gaz pe suprafața sa. În comparație cu grafitul în vrac, funcția grafenului cu un singur strat pentru a îmbunătăți activitatea de reacție de suprafață este prezentată de rezultatele reacțiilor de hidrogenare și oxidare a grafenului, ceea ce indică faptul că structura electronică a grafenului poate modula activitatea suprafeței.
3. În plus, structura electronică a grafenului poate fi modificată în mod corespunzător prin inducerea adsorbției moleculelor de gaz, care nu numai că schimbă concentrația de transportatori, dar poate fi dopată cu diferite grafene. Senzorul grafen poate fi transformat într -un senzor chimic. Acest proces este finalizat în principal de performanța de adsorbție de suprafață a grafenului. Conform cercetării unor savanți, sensibilitatea detectoarelor chimice de grafen poate fi comparată cu limita detectării unei singure molecule. Structura bidimensională unică a grafenei o face foarte sensibilă la mediul înconjurător. Grafenul este un material ideal pentru biosenzorii electrochimici. Senzorii din grafen au o sensibilitate bună pentru detectarea dopaminei și a glucozei în medicină. Grafenul tranzistorului poate fi utilizat pentru a face tranzistoare. Datorită stabilității ridicate a structurii grafenului, acest tip de tranzistor poate funcționa în continuare stabil pe scara unui singur atom.
4. În schimb, tranzistoarele actuale pe bază de siliciu își vor pierde stabilitatea pe scara de aproximativ 10 nanometri; Viteza de reacție ultra-rapidă a electronilor din grafen până la câmpul extern face ca tranzistoarele făcute din acesta să poată atinge o frecvență de funcționare foarte mare. De exemplu, IBM a anunțat în februarie 2010 că va crește frecvența de funcționare a tranzistoarelor de grafen la 100 GHz, ceea ce o depășește pe cea a tranzistoarelor de siliciu de aceeași dimensiune. Afișare flexibilă Ecranul îndoit a atras multă atenție la Consumer Electronics Show și a devenit tendința dezvoltării ecranelor de afișare flexibile pentru afișajele dispozitivului mobil în viitor.
5. Piața viitoare a afișajului flexibil este largă, iar perspectiva grafenului ca material de bază este de asemenea promițătoare. Cercetătorii sud -coreeni au produs pentru prima dată un afișaj transparent flexibil compus din mai multe straturi de grafen și un substrat de foi din poliester din fibră de sticlă. Cercetătorii de la Universitatea Samsung și Sungkyunkwan din Coreea de Sud au fabricat o bucată de grafen pur de dimensiunea unui televizor pe o placă de poliester transparentă de sticlă transparentă de 63 cm. Ei au spus că acesta este de departe cel mai mare bloc de grafen „în vrac”. Ulterior, au folosit blocul de grafen pentru a crea un ecran tactil flexibil.
6. Cercetătorii au spus că, în teorie, oamenii își pot rula smartphone -urile și le pot fixează în spatele urechilor ca un creion. Noile baterii de energie Baterii de energie noi sunt, de asemenea, o zonă importantă a celei mai vechi utilizări comerciale a lui Grafen. Institutul de Tehnologie din Massachusetts din Statele Unite a dezvoltat cu succes panouri fotovoltaice flexibile cu nano-coatinguri de grafen la suprafață, ceea ce poate reduce considerabil costul de fabricare a celulelor solare transparente și deformabile. Astfel de baterii pot fi utilizate în ochelari de viziune de noapte, camere și alte camere digitale mici. Aplicație în dispozitiv. În plus, cercetarea și dezvoltarea de succes a Barenului Super Baterii a rezolvat, de asemenea, problemele de capacitate insuficientă și de încărcare lungă a bateriilor noi pentru vehicule energetice, accelerând foarte mult dezvoltarea noii industrii a bateriei energetice.
7. Această serie de rezultate de cercetare au deschis calea aplicării grafenului în noua industrie a bateriei energetice. Filtrele de grafen de desalinizare sunt utilizate mai mult decât alte tehnologii de desalinizare. După ce filmul de oxid de grafen din mediul apei este în contact strâns cu apa, se poate forma un canal cu o lățime de aproximativ 0,9 nanometri, iar ioni sau molecule mai mici decât această dimensiune poate trece rapid. Mărimea canalelor capilare din filmul grafenului este comprimată în continuare prin mijloace mecanice, iar dimensiunea porilor este controlată, ceea ce poate filtra eficient sarea în apa de mare. Materialul de depozitare a hidrogenului grafenul are avantajele greutății ușoare, stabilității chimice ridicate și suprafața specifică ridicată, ceea ce îl face cel mai bun candidat pentru materialele de depozitare a hidrogenului. Datorită caracteristicilor de conductivitate ridicată, rezistență ridicată, ultra-ușoară și subțire în aerospațial, avantajele aplicării grafenului în industria aerospațială și militară sunt, de asemenea, extrem de proeminente.
8. În 2014, NASA în Statele Unite a dezvoltat un senzor de grafen utilizat în câmpul aerospațial, care poate detecta urme în atmosfera de mare altitudine a pământului și a defectelor structurale pe nave spațiale. Grafenul va juca, de asemenea, un rol mai important în aplicațiile potențiale, cum ar fi materialele aeronavelor ultraligioase. Elementul fotosensibil este un nou tip de element fotosensibil folosind grafen ca material al elementului fotosensibil. Printr -o structură specială, este de așteptat să crească capacitatea fotosensibilă de mii de ori în comparație cu CMO -urile existente sau CCD, iar consumul de energie este doar 10% din original. Poate fi utilizat în domeniul monitoarelor și imagisticii prin satelit și poate fi utilizat în camere, telefoane inteligente, etc. Materiale compuse Materialele compuse pe bază de grafen sunt o direcție importantă de cercetare în domeniul aplicațiilor grafenului. Au demonstrat performanțe excelente în domeniile depozitării energiei, dispozitivelor cu cristal lichid, dispozitive electronice, materiale biologice, materiale de detectare și transportatori de catalizatori și au o gamă largă de perspective de aplicare.
9. În prezent, cercetarea compozitelor grafenului se concentrează în principal pe compozitele polimerice grafen și nanocompozitele anorganice bazate pe grafen. Odată cu aprofundarea cercetării în grafen, aplicarea armăturilor de grafen în compozite pe bază de metal în vrac acordă din ce în ce mai multă atenție. Compozitele polimerice multifuncționale și materialele ceramice poroase de înaltă rezistență realizate din grafen îmbunătățesc multe proprietăți speciale ale materialelor compozite. Biografia este utilizată pentru a accelera diferențierea osteogenă a celulelor stem mezenchimale ale măduvei osoase umane și este, de asemenea, utilizat pentru a face biosenzori de grafen epitaxial pe carbura de siliciu. În același timp, grafenul poate fi utilizat ca electrod de interfață nervoasă, fără a schimba sau distruge proprietăți, cum ar fi rezistența semnalului sau formarea țesutului cicatricial. Datorită flexibilității, biocompatibilității și conductivității sale, electrozii grafenului sunt mult mai stabile in vivo decât electrozii de tungsten sau siliciu. Oxidul de grafen este foarte eficient în inhibarea creșterii E. coli fără a dăuna celulelor umane.
Timpul post: 06-2021 nov