1. S postupným prielomom hromadnej výroby a problémov s veľkou veľkosťou sa zrýchľuje tempo priemyselného uplatňovania grafénu. Na základe existujúcich výsledkov výskumu môžu byť prvými komerčnými aplikáciami mobilné zariadenia, letectvo a nová energia. Pole batérie. Základný výskumný grafén má osobitný význam pre základný výskum fyziky. Umožňuje niektoré kvantové účinky, ktoré je možné demonštrovať iba teoreticky predtým, ako sa dá overiť experimentmi.
2. V dvojrozmernom graféne sa zdá, že hmotnosť elektrónov neexistuje. Táto vlastnosť robí z grafénu zriedkavú kondenzovanú hmotu, ktorá sa môže použiť na štúdium relativistickej kvantovej mechanike - pretože sa častice bez hmotnosti musia pohybovať rýchlosťou svetla, preto sa musí opísať relativistickou kvantovou mechanikou, ktorá poskytuje teoretickým fyzikom s novým smerom výskumu: niektoré experimenty, ktoré sa pôvodne potrebovali na to, aby sa mohli vykonať v obrových častiach, môžu byť vykonané s grafénom v malej laboratóriu. Polovičky s nulovou energetickou medzerou sú hlavne jednovrstvový grafén a táto elektronická štruktúra bude vážne ovplyvniť úlohu molekúl plynu na jeho povrchu. V porovnaní s objemovým grafitom je funkcia jednovrstvového grafénu na zvýšenie aktivity povrchovej reakcie znázornená výsledkami hydrogenácie grafénu a oxidačných reakcií, čo naznačuje, že elektronická štruktúra grafénu môže modulovať povrchovú aktivitu.
3. Okrem toho sa elektronická štruktúra grafénu môže zodpovedajúcim spôsobom zmeniť indukciou adsorpcie molekuly plynu, ktorá nielen mení koncentráciu nosičov, ale môže sa tiež doplniť rôznymi grafénmi. Senzorový grafén sa môže vyrobiť na chemický senzor. Tento proces je dokončený hlavne výkonom povrchovej adsorpčnej výkonnosti grafénu. Podľa výskumu niektorých vedcov je možné citlivosť grafénových chemických detektorov porovnávať s limitom detekcie jednej molekuly. Unikátna dvojrozmerná štruktúra spoločnosti Graphene ju robí veľmi citlivá na okolité prostredie. Grafén je ideálny materiál pre elektrochemické biosenzory. Senzory vyrobené z grafénu majú dobrú citlivosť na detekciu dopamínu a glukózy v medicíne. Tranzistorový grafén sa môže použiť na výrobu tranzistorov. Vzhľadom na vysokú stabilitu grafénovej štruktúry môže tento typ tranzistora stále pracovať stabilne na stupnici jedného atómu.
4. Naopak, súčasné tranzistory na báze kremíka stratia svoju stabilitu na stupnici asi 10 nanometrov; Vďaka ultra rýchlej reakčnej rýchlosti elektrónov v graféne do vonkajšieho poľa sa tranzistory vyrobené z neho môžu dosiahnuť veľmi vysokou prevádzkovou frekvenciou. Napríklad spoločnosť IBM vo februári 2010 oznámila, že zvýši prevádzkovú frekvenciu grafénových tranzistorov na 100 GHz, ktoré presahujú frekvenciu kremíkových tranzistorov rovnakej veľkosti. Flexibilný displej Ohybná obrazovka pritiahla veľkú pozornosť na výstave Consumer Electronics Show a v budúcnosti sa stala trendom vývoja flexibilných obrazoviek displeja pre mobilné zariadenia.
5. Budúci trh flexibilného zobrazenia je široký a sľubná je aj vyhliadka grafénu ako základného materiálu. Juhokórejskí vedci prvýkrát vytvorili flexibilný priehľadný displej zložený z viacerých vrstiev grafénu a substrátu polyesteru sklenených vlákien. Vedci z Južnej Kórey Samsung a Sungkyunkwan University vymysleli kúsok čisto grafénu veľkosti televízora na 63 cm širokej flexibilnej priehľadnej priehľadnej doske so sklenenými vláknami. Povedali, že je to zďaleka najväčší „hromadný“ grafénový blok. Následne použili grafénový blok na vytvorenie flexibilnej dotykovej obrazovky.
6. Vedci uviedli, že teoreticky môžu ľudia zvrhnúť svoje smartfóny a pripnúť ich za uši ako ceruzka. Nové energetické batérie Nové energetické batérie sú tiež dôležitou oblasťou najskoršieho komerčného použitia spoločnosti Graphene. Technologický inštitút v Massachusetts v Spojených štátoch úspešne vyvinul flexibilné fotovoltaické panely s grafénovými nanookvatingmi na povrchu, čo môže výrazne znížiť náklady na výrobu priehľadných a deformovateľných solárnych článkov. Takéto batérie sa môžu používať v okuliaroch Night Vision, fotoaparáty a ďalšie malé digitálne fotoaparáty. Aplikácia v zariadení. Úspešný výskum a vývoj grafénových super batérií navyše vyriešil problémy s nedostatočnou kapacitou a dlhým časom nabíjania nových batérií energetických vozidiel, čím sa výrazne urýchlil vývoj nového priemyslu energetických batérií.
7. Táto séria výsledkov výskumu vydláždila cestu pre aplikáciu grafénu v novom priemysle energetických batérií. Filtre odsoľovacieho grafénu sa používajú viac ako iné technológie odsoľovania. Po tom, čo je film oxidu grafénu vo vodnom prostredí v úzkom kontakte s vodou, je možné vytvoriť kanál so šírkou asi 0,9 nanometrov a ióny alebo molekuly menšie ako táto veľkosť môžu prejsť rýchlo. Veľkosť kapilárnych kanálov v grafénovom filme je ďalej komprimovaná mechanickými prostriedkami a veľkosť pórov je riadená, čo môže efektívne filtrovať soľ v morskej vode. Grafén skladovacieho materiálu vodíka má výhody ľahkej hmotnosti, vysokej chemickej stability a vysoko špecifickej plochy povrchu, vďaka čomu je najlepším kandidátom na materiály na skladovanie vodíka. Vzhľadom na charakteristiky vysokej vodivosti, vysokej sily, ultraľahkého a tenkého v leteckom priestranstve sú tiež mimoriadne výrazné výhody aplikácie grafénu v leteckom a vojenskom priemysle.
8. V roku 2014 NASA v Spojených štátoch vyvinula grafénový senzor používaný v leteckom poli, ktorý dokáže detekovať stopové prvky v atmosfére vysokej nadmorskej výšky Zeme a štrukturálnych defektov na kozmickej lodi. Graphene bude hrať dôležitejšiu úlohu aj v potenciálnych aplikáciách, ako sú napríklad ultralight Aircraft Materials. Fotografický prvok je nový typ fotosenzitívneho prvku s použitím grafénu ako materiálu fotosenzitívneho prvku. Očakáva sa, že prostredníctvom špeciálnej štruktúry sa tisíckrát zvýši fotosentitívnu schopnosť v porovnaní s existujúcimi CMOS alebo CCD a spotreba energie je iba 10% originálu. Môže sa použiť v oblasti monitorov a satelitného zobrazovania a môže sa používať v fotoaparátoch, inteligentných telefónoch atď. Kompozitné materiály grafénové kompozitné materiály sú dôležitým smerom výskumu v oblasti grafénových aplikácií. Ukázali vynikajúci výkon v oblasti skladovania energie, zariadení kvapalných kryštálov, elektronických zariadení, biologických materiálov, snímacích materiálov a nosičov katalyzátorov a majú širokú škálu vyhliadok na aplikáciu.
9. V súčasnosti sa výskum grafénových kompozitov zameriava hlavne na kompozity grafénového polyméru a anorganické nanokompozity založené na graféne. Pri prehĺbení grafénového výskumu sa uplatňujú eplikácia grafénových zosilnení v kompozitoch na báze hromadných kovov, ktorí ľudia venujú stále viac pozornosti. Multifunkčné polymérne kompozity a vysoko pevné pórovité keramické materiály vyrobené z grafénu zvyšujú mnoho špeciálnych vlastností kompozitných materiálov. Biographén sa používa na urýchlenie osteogénnej diferenciácie mezenchymálnych kmeňových buniek ľudskej kostnej drene a používa sa tiež na výrobu biosenzorov epitaxného grafénu na karbid kremíka. Zároveň sa môže grafén použiť ako elektróda nervového rozhrania bez toho, aby sa zmenilo alebo zničili vlastnosti, ako je sila signálu alebo tvorba tkaniva jaziev. Vďaka svojej flexibilite, biokompatibilite a vodivosti sú grafénové elektródy oveľa stabilnejšie in vivo ako volfrámové alebo kremíkové elektródy. Oxid grafénu je veľmi účinný pri inhibícii rastu E. coli bez poškodenia ľudských buniek.
Čas príspevku: november-06-2021