Utumiaji wa Graphene

1. Kwa mafanikio ya taratibu ya uzalishaji wa wingi na matatizo ya ukubwa mkubwa, kasi ya matumizi ya viwanda ya graphene inaongezeka kwa kasi. Kulingana na matokeo yaliyopo ya utafiti, maombi ya kwanza ya kibiashara yanaweza kuwa vifaa vya rununu, anga ya juu na nishati mpya. Sehemu ya betri. Utafiti wa kimsingi Graphene ina umuhimu maalum kwa utafiti wa kimsingi katika fizikia. Huwasha baadhi ya athari za quantum ambazo zinaweza tu kuonyeshwa kinadharia kabla ya kuthibitishwa kupitia majaribio.

2. Katika graphene mbili-dimensional, wingi wa elektroni inaonekana kuwa haipo. Sifa hii hufanya graphene kuwa jambo adimu lililofupishwa ambalo linaweza kutumika kusoma mechanics ya quantum-kwa sababu chembe nyingi lazima ziende kwa kasi ya mwanga Kwa hivyo, lazima ielezewe na mechanics ya quantum inayohusiana, ambayo huwapa wanafizikia wa kinadharia mwelekeo mpya wa utafiti: zingine. majaribio ambayo awali yalihitaji kufanywa katika vichapuzi vya chembe kubwa yanaweza kufanywa na graphene katika maabara ndogo. Semiconductors za pengo la nishati sifuri ni graphene ya safu moja, na muundo huu wa kielektroniki utaathiri vibaya jukumu la molekuli za gesi kwenye uso wake. Ikilinganishwa na grafiti ya wingi, kazi ya grafiti ya safu moja ili kuongeza shughuli ya mmenyuko wa uso inaonyeshwa na matokeo ya graphene hidrojeni na athari za oxidation, kuonyesha kwamba muundo wa kielektroniki wa graphene unaweza kurekebisha shughuli ya uso.

3. Kwa kuongeza, muundo wa elektroniki wa graphene unaweza kubadilishwa kwa usawa na uingizaji wa adsorption ya molekuli ya gesi, ambayo sio tu kubadilisha mkusanyiko wa flygbolag, lakini pia inaweza kuingizwa na graphene tofauti. Sensor graphene inaweza kufanywa kuwa sensor ya kemikali. Mchakato huu unakamilishwa zaidi na utendakazi wa utangazaji wa uso wa graphene. Kulingana na utafiti wa baadhi ya wasomi, unyeti wa vigunduzi vya kemikali vya graphene vinaweza kulinganishwa na kikomo cha kugundua molekuli moja. Muundo wa kipekee wa graphene wa pande mbili huifanya kuwa nyeti sana kwa mazingira yanayoizunguka. Graphene ni nyenzo bora kwa biosensors ya electrochemical. Vihisi vilivyotengenezwa na graphene vina usikivu mzuri wa kugundua dopamini na glukosi katika dawa. Transistor graphene inaweza kutumika kutengeneza transistors. Kwa sababu ya uthabiti wa juu wa muundo wa graphene, aina hii ya transistor bado inaweza kufanya kazi kwa utulivu kwenye saizi ya atomi moja.

4. Kwa kulinganisha, transistors za sasa za silicon zitapoteza uthabiti wao kwa kiwango cha nanomita 10 hivi; kasi ya juu ya mmenyuko wa elektroni kwenye graphene hadi uwanja wa nje hufanya transistors zilizotengenezwa nayo zinaweza kufikia masafa ya juu sana ya kufanya kazi. Kwa mfano, IBM ilitangaza mnamo Februari 2010 kwamba itaongeza mzunguko wa uendeshaji wa transistors za graphene hadi 100 GHz, ambayo inazidi ile ya transistors ya silicon ya ukubwa sawa. Onyesho linalonyumbulika Skrini inayoweza kupinda ilivutia watu wengi kwenye Maonyesho ya Elektroniki ya Watumiaji, na imekuwa mtindo wa ukuzaji wa skrini zinazonyumbulika za skrini za vifaa vya rununu katika siku zijazo.

5. Soko la siku zijazo la onyesho linalonyumbulika ni pana, na matarajio ya graphene kama nyenzo ya msingi pia yanatia matumaini. Watafiti wa Korea Kusini wametoa kwa mara ya kwanza onyesho linalonyumbulika la uwazi linalojumuisha tabaka nyingi za graphene na sehemu ndogo ya karatasi ya poliesta ya nyuzi za glasi. Watafiti kutoka Samsung na Chuo Kikuu cha Sungkyunkwan cha Korea Kusini wametengeneza kipande cha graphene safi chenye ukubwa wa runinga kwenye ubao wa polyester wa nyuzinyuzi za kioo unaobadilika na kunyumbulika wa sentimita 63. Walisema kwamba hii ndio kizuizi kikubwa zaidi cha "wingi" cha graphene. Baadaye, walitumia kizuizi cha graphene kuunda skrini ya kugusa inayoweza kubadilika.

6. Watafiti walisema kwamba kwa nadharia, watu wanaweza kukunja simu zao mahiri na kuzibandika nyuma ya masikio yao kama penseli. Betri mpya za nishati Betri mpya za nishati pia ni eneo muhimu la matumizi ya kibiashara ya mapema zaidi ya graphene. Taasisi ya Teknolojia ya Massachusetts nchini Marekani imefanikiwa kutengeneza paneli zinazonyumbulika za photovoltaic zilizo na mipako ya nano ya graphene juu ya uso, ambayo inaweza kupunguza sana gharama ya utengenezaji wa seli za jua zinazowazi na kuharibika. Betri hizo zinaweza kutumika katika miwani ya kuona usiku, kamera na kamera nyingine ndogo za kidijitali. Maombi kwenye kifaa. Kwa kuongezea, utafiti uliofanikiwa na ukuzaji wa betri bora za graphene pia umetatua shida za uwezo wa kutosha na wakati wa kuchaji kwa muda mrefu wa betri za gari mpya za nishati, na kuharakisha sana maendeleo ya tasnia mpya ya betri ya nishati.

7. Msururu huu wa matokeo ya utafiti ulifungua njia ya utumiaji wa graphene katika tasnia mpya ya betri ya nishati. Vichungi vya graphene vya kuondoa chumvi hutumiwa zaidi kuliko teknolojia zingine za kuondoa chumvi. Baada ya filamu ya oksidi ya graphene katika mazingira ya maji kugusana kwa karibu na maji, chaneli yenye upana wa takribani nanomita 0.9 inaweza kuundwa, na ioni au molekuli ndogo kuliko ukubwa huu zinaweza kupita haraka. Ukubwa wa njia za capillary katika filamu ya graphene husisitizwa zaidi na njia za mitambo, na ukubwa wa pore unadhibitiwa, ambayo inaweza kuchuja kwa ufanisi chumvi katika maji ya bahari. Nyenzo ya kuhifadhi hidrojeni graphene ina faida za uzani mwepesi, uthabiti wa juu wa kemikali na eneo maalum la juu la uso, na kuifanya kuwa mgombea bora wa vifaa vya kuhifadhi hidrojeni. Kwa sababu ya sifa za upitishaji wa hali ya juu, nguvu ya juu, mwanga mwingi na nyembamba katika anga, faida za matumizi ya graphene katika tasnia ya anga na jeshi pia ni maarufu sana.

8. Mnamo mwaka wa 2014, NASA nchini Marekani ilitengeneza sensor ya graphene inayotumiwa katika uwanja wa anga, ambayo inaweza kutambua vipengele vya kufuatilia katika anga ya juu ya dunia na kasoro za kimuundo kwenye vyombo vya anga. Graphene pia itachukua jukumu muhimu zaidi katika programu zinazowezekana kama vile nyenzo za ndege zenye mwanga mwingi. Kipengele cha picha ni aina mpya ya kipengele cha picha kinachotumia graphene kama nyenzo ya kipengele cha picha. Kupitia muundo maalum, inatarajiwa kuongeza uwezo wa kupiga picha kwa maelfu ya mara ikilinganishwa na CMOS au CCD iliyopo, na matumizi ya nishati ni 10% tu ya ya awali. Inaweza kutumika katika uga wa vichunguzi na upigaji picha za setilaiti, na inaweza kutumika katika kamera, simu mahiri, n.k. Nyenzo za mchanganyiko Nyenzo za utunzi za Graphene ni mwelekeo muhimu wa utafiti katika uwanja wa utumizi wa graphene. Wameonyesha utendakazi bora katika nyanja za uhifadhi wa nishati, vifaa vya fuwele kioevu, vifaa vya elektroniki, nyenzo za kibaolojia, nyenzo za kuhisi, na vibeba vichocheo, na wana matarajio anuwai ya Maombi.

9. Kwa sasa, utafiti wa misombo ya graphene huzingatia hasa misombo ya polima ya graphene na nanocomposites zisizo za kawaida za graphene. Pamoja na kuongezeka kwa utafiti wa graphene, utumiaji wa viimarisho vya graphene katika composites nyingi za chuma Watu wanalipa kipaumbele zaidi na zaidi. Mchanganyiko wa polymer wa kazi nyingi na vifaa vya kauri vya nguvu vya juu vilivyotengenezwa na graphene huongeza mali nyingi maalum za vifaa vya mchanganyiko. Biographene hutumika kuharakisha upambanuzi wa osteogenic wa seli za shina za uboho wa binadamu, na pia hutumika kutengeneza sensa za kibayolojia za epitaxial graphene kwenye silicon carbudi. Wakati huo huo, graphene inaweza kutumika kama kiolesura cha elektrodi bila kubadilisha au kuharibu sifa kama vile nguvu ya mawimbi au uundaji wa tishu za kovu. Kwa sababu ya kubadilika kwake, utangamano wa kibayolojia na upitishaji, elektrodi za graphene ni thabiti zaidi katika vivo kuliko tungsten au elektroni za silicon. Graphene oxide ni nzuri sana katika kuzuia ukuaji wa E. koli bila kudhuru seli za binadamu.