గ్రాఫేన్ యొక్క అనువర్తనం

1. భారీ ఉత్పత్తి మరియు పెద్ద-పరిమాణ సమస్యల క్రమంగా పురోగతితో, గ్రాఫేన్ యొక్క పారిశ్రామిక అనువర్తనం యొక్క వేగం వేగవంతం అవుతుంది. ఇప్పటికే ఉన్న పరిశోధన ఫలితాల ఆధారంగా, మొదటి వాణిజ్య అనువర్తనాలు మొబైల్ పరికరాలు, ఏరోస్పేస్ మరియు కొత్త శక్తి కావచ్చు. బ్యాటరీ ఫీల్డ్. ప్రాథమిక పరిశోధన గ్రాఫేన్ భౌతిక శాస్త్రంలో ప్రాథమిక పరిశోధన కోసం ప్రత్యేక ప్రాముఖ్యతను కలిగి ఉంది. ఇది కొన్ని క్వాంటం ప్రభావాలను అనుమతిస్తుంది, వీటిని సిద్ధాంతపరంగా మాత్రమే ప్రదర్శించవచ్చు, ప్రయోగాల ద్వారా ధృవీకరించవచ్చు.

2. రెండు డైమెన్షనల్ గ్రాఫేన్‌లో, ఎలక్ట్రాన్ల ద్రవ్యరాశి ఉనికిలో లేదు. ఈ ఆస్తి గ్రాఫేన్‌ను సాపేక్ష క్వాంటం మెకానిక్‌లను అధ్యయనం చేయడానికి ఉపయోగపడే అరుదైన ఘనీకృత పదార్థంగా చేస్తుంది -ఎందుకంటే మాస్లెస్ కణాలు కాంతి వేగంతో కదలాలి, కాబట్టి దీనిని సాపేక్ష క్వాంటం మెకానిక్స్ ద్వారా వర్ణించాలి, ఇది సైద్ధాంతిక భౌతిక శాస్త్రవేత్తలకు కొత్త పరిశోధన దిశను అందిస్తుంది: వాస్తవానికి కొన్ని ప్రయోగాలను జెయింట్ పార్టికల్ యాక్సిలరేటర్లలోకి నెట్టవచ్చు. జీరో ఎనర్జీ గ్యాప్ సెమీకండక్టర్స్ ప్రధానంగా సింగిల్-లేయర్ గ్రాఫేన్, మరియు ఈ ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణం దాని ఉపరితలంపై గ్యాస్ అణువుల పాత్రను తీవ్రంగా ప్రభావితం చేస్తుంది. బల్క్ గ్రాఫైట్‌తో పోలిస్తే, ఉపరితల ప్రతిచర్య కార్యకలాపాలను పెంచడానికి సింగిల్-లేయర్ గ్రాఫేన్ యొక్క పనితీరు గ్రాఫేన్ హైడ్రోజనేషన్ మరియు ఆక్సీకరణ ప్రతిచర్యల ఫలితాల ద్వారా చూపబడుతుంది, ఇది గ్రాఫేన్ యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణం ఉపరితల కార్యకలాపాలను మాడ్యులేట్ చేయగలదని సూచిస్తుంది.

3. అదనంగా, గ్రాఫేన్ యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణాన్ని గ్యాస్ అణువుల శోషణ యొక్క ప్రేరణ ద్వారా మార్చవచ్చు, ఇది క్యారియర్‌ల ఏకాగ్రతను మార్చడమే కాక, వేర్వేరు గ్రాఫేన్‌లతో కూడా డోప్ చేయవచ్చు. సెన్సార్ గ్రాఫేన్‌ను రసాయన సెన్సార్‌గా తయారు చేయవచ్చు. ఈ ప్రక్రియ ప్రధానంగా గ్రాఫేన్ యొక్క ఉపరితల శోషణ పనితీరు ద్వారా పూర్తవుతుంది. కొంతమంది పండితుల పరిశోధన ప్రకారం, గ్రాఫేన్ కెమికల్ డిటెక్టర్ల యొక్క సున్నితత్వాన్ని ఒకే అణువుల గుర్తింపు యొక్క పరిమితితో పోల్చవచ్చు. గ్రాఫేన్ యొక్క ప్రత్యేకమైన రెండు డైమెన్షనల్ నిర్మాణం చుట్టుపక్కల వాతావరణానికి చాలా సున్నితంగా చేస్తుంది. ఎలక్ట్రోకెమికల్ బయోసెన్సర్‌లకు గ్రాఫేన్ అనువైన పదార్థం. గ్రాఫేన్‌తో తయారు చేసిన సెన్సార్లు .షధంలో డోపామైన్ మరియు గ్లూకోజ్‌లను గుర్తించడానికి మంచి సున్నితత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి. ట్రాన్సిస్టర్ గ్రాఫేన్ ట్రాన్సిస్టర్‌లను తయారు చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు. గ్రాఫేన్ నిర్మాణం యొక్క అధిక స్థిరత్వం కారణంగా, ఈ రకమైన ట్రాన్సిస్టర్ ఇప్పటికీ ఒకే అణువు యొక్క స్థాయిలో స్థిరంగా పని చేస్తుంది.

4. దీనికి విరుద్ధంగా, ప్రస్తుత సిలికాన్ ఆధారిత ట్రాన్సిస్టర్లు సుమారు 10 నానోమీటర్ల స్థాయిలో వాటి స్థిరత్వాన్ని కోల్పోతాయి; బాహ్య క్షేత్రానికి గ్రాఫేన్లోని ఎలక్ట్రాన్ల యొక్క అల్ట్రా-ఫాస్ట్ రియాక్షన్ వేగం దానితో చేసిన ట్రాన్సిస్టర్లు చాలా ఎక్కువ ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీని చేరుకోగలవు. ఉదాహరణకు, గ్రాఫేన్ ట్రాన్సిస్టర్‌ల ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీని 100 GHz కు పెంచుతుందని IBM ఫిబ్రవరి 2010 లో ప్రకటించింది, ఇది అదే పరిమాణంలో సిలికాన్ ట్రాన్సిస్టర్‌లను మించిపోయింది. ఫ్లెక్సిబుల్ డిస్ప్లే కన్స్యూమర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ షోలో వంగే స్క్రీన్ చాలా దృష్టిని ఆకర్షించింది మరియు ఇది భవిష్యత్తులో మొబైల్ పరికర ప్రదర్శనల కోసం సౌకర్యవంతమైన ప్రదర్శన తెరల అభివృద్ధి యొక్క ధోరణిగా మారింది.

5. ఫ్లెక్సిబుల్ డిస్ప్లే యొక్క భవిష్యత్తు మార్కెట్ విస్తృతమైనది, మరియు గ్రాఫేన్ ప్రాథమిక పదార్థంగా వచ్చే అవకాశం కూడా ఆశాజనకంగా ఉంది. దక్షిణ కొరియా పరిశోధకులు మొదటిసారి గ్రాఫేన్ యొక్క బహుళ పొరలు మరియు గ్లాస్ ఫైబర్ పాలిస్టర్ షీట్ ఉపరితలంతో కూడిన సౌకర్యవంతమైన పారదర్శక ప్రదర్శనను ఉత్పత్తి చేశారు. దక్షిణ కొరియా యొక్క శామ్సంగ్ మరియు సుంగ్కింక్వాన్ విశ్వవిద్యాలయం పరిశోధకులు 63 సెంటీమీటర్ల వెడల్పు గల పారదర్శక గ్లాస్ ఫైబర్ పాలిస్టర్ బోర్డ్‌లో టీవీ యొక్క పరిమాణాన్ని స్వచ్ఛమైన గ్రాఫేన్ యొక్క భాగాన్ని రూపొందించారు. ఇది ఇప్పటివరకు అతిపెద్ద “బల్క్” గ్రాఫేన్ బ్లాక్ అని వారు చెప్పారు. తదనంతరం, వారు సౌకర్యవంతమైన టచ్ స్క్రీన్‌ను సృష్టించడానికి గ్రాఫేన్ బ్లాక్‌ను ఉపయోగించారు.

6. సిద్ధాంతపరంగా, ప్రజలు తమ స్మార్ట్‌ఫోన్‌లను పైకి లేపి, పెన్సిల్ లాగా వారి చెవుల వెనుక పిన్ చేయగలరని పరిశోధకులు చెప్పారు. కొత్త శక్తి బ్యాటరీలు కొత్త శక్తి బ్యాటరీలు కూడా గ్రాఫేన్ యొక్క ప్రారంభ వాణిజ్య ఉపయోగం యొక్క ముఖ్యమైన ప్రాంతం. యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లోని మసాచుసెట్స్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ ఉపరితలంపై గ్రాఫేన్ నానో-కోటింగ్‌లతో సౌకర్యవంతమైన ఫోటోవోల్టాయిక్ ప్యానెల్స్‌ను విజయవంతంగా అభివృద్ధి చేసింది, ఇది పారదర్శక మరియు వికృతమైన సౌర ఘటాలను తయారుచేసే ఖర్చును బాగా తగ్గిస్తుంది. ఇటువంటి బ్యాటరీలను నైట్ విజన్ గాగుల్స్, కెమెరాలు మరియు ఇతర చిన్న డిజిటల్ కెమెరాలలో ఉపయోగించవచ్చు. పరికరంలో అప్లికేషన్. అదనంగా, గ్రాఫేన్ సూపర్ బ్యాటరీల యొక్క విజయవంతమైన పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి కొత్త శక్తి వాహన బ్యాటరీల యొక్క తగినంత సామర్థ్యం మరియు సుదీర్ఘ ఛార్జింగ్ సమయం యొక్క సమస్యలను కూడా పరిష్కరించింది, కొత్త శక్తి బ్యాటరీ పరిశ్రమ అభివృద్ధిని బాగా వేగవంతం చేస్తుంది.

7. ఈ పరిశోధన ఫలితాల శ్రేణి కొత్త శక్తి బ్యాటరీ పరిశ్రమలో గ్రాఫేన్ యొక్క అనువర్తనానికి మార్గం సుగమం చేసింది. డీశాలినేషన్ గ్రాఫేన్ ఫిల్టర్లు ఇతర డీశాలినేషన్ టెక్నాలజీల కంటే ఎక్కువగా ఉపయోగించబడతాయి. నీటి వాతావరణంలో గ్రాఫేన్ ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్ నీటితో సన్నిహితంగా ఉన్న తరువాత, సుమారు 0.9 నానోమీటర్ల వెడల్పు కలిగిన ఛానెల్ ఏర్పడుతుంది మరియు ఈ పరిమాణం కంటే చిన్న అయాన్లు లేదా అణువులు త్వరగా వెళ్ళవచ్చు. గ్రాఫేన్ ఫిల్మ్‌లోని కేశనాళిక చానెళ్ల పరిమాణం యాంత్రిక మార్గాల ద్వారా మరింత కుదించబడుతుంది మరియు రంధ్రాల పరిమాణం నియంత్రించబడుతుంది, ఇది సముద్రపు నీటిలో ఉప్పును సమర్ధవంతంగా ఫిల్టర్ చేస్తుంది. హైడ్రోజన్ స్టోరేజ్ మెటీరియల్ గ్రాఫేన్ తక్కువ బరువు, అధిక రసాయన స్థిరత్వం మరియు అధిక నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది, ఇది హైడ్రోజన్ నిల్వ పదార్థాలకు ఉత్తమ అభ్యర్థిగా మారుతుంది. అధిక వాహకత, అధిక బలం, అల్ట్రా-లైట్ మరియు ఏరోస్పేస్‌లో సన్నగా ఉన్న లక్షణాల కారణంగా, ఏరోస్పేస్ మరియు సైనిక పరిశ్రమలో గ్రాఫేన్ యొక్క అనువర్తన ప్రయోజనాలు కూడా చాలా ప్రముఖమైనవి.

8. అల్ట్రాలైట్ విమాన పదార్థాలు వంటి సంభావ్య అనువర్తనాల్లో గ్రాఫేన్ మరింత ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది. ఫోటోసెన్సిటివ్ ఎలిమెంట్ అనేది ఫోటోసెన్సిటివ్ ఎలిమెంట్ యొక్క పదార్థంగా గ్రాఫేన్‌ను ఉపయోగించి ఫోటోసెన్సిటివ్ ఎలిమెంట్ యొక్క కొత్త రకం. ఒక ప్రత్యేక నిర్మాణం ద్వారా, ఇది ఇప్పటికే ఉన్న CMO లు లేదా CCD తో పోలిస్తే ఫోటోసెన్సిటివ్ సామర్థ్యాన్ని వేల సార్లు పెంచుతుందని భావిస్తున్నారు, మరియు శక్తి వినియోగం అసలు 10% మాత్రమే. దీనిని మానిటర్లు మరియు ఉపగ్రహ ఇమేజింగ్ రంగంలో ఉపయోగించవచ్చు మరియు కెమెరాలు, స్మార్ట్ ఫోన్లు మొదలైన వాటిలో ఉపయోగించవచ్చు. మిశ్రమ పదార్థాలు గ్రాఫేన్-ఆధారిత మిశ్రమ పదార్థాలు గ్రాఫేన్ అనువర్తనాల రంగంలో ఒక ముఖ్యమైన పరిశోధన దిశ. వారు శక్తి నిల్వ, ద్రవ క్రిస్టల్ పరికరాలు, ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు, జీవ పదార్థాలు, సెన్సింగ్ పదార్థాలు మరియు ఉత్ప్రేరక క్యారియర్‌ల రంగాలలో అద్భుతమైన పనితీరును ప్రదర్శించారు మరియు విస్తృతమైన అనువర్తన అవకాశాలను కలిగి ఉన్నారు.

9. ప్రస్తుతం, గ్రాఫేన్ మిశ్రమాల పరిశోధన ప్రధానంగా గ్రాఫేన్ పాలిమర్ మిశ్రమాలు మరియు గ్రాఫేన్-ఆధారిత అకర్బన నానోకంపొసైట్‌లపై దృష్టి పెడుతుంది. గ్రాఫేన్ పరిశోధన యొక్క తీవ్రతతో, ప్రజలు ఎక్కువ శ్రద్ధ చూపుతున్న బల్క్ మెటల్-ఆధారిత మిశ్రమాలలో గ్రాఫేన్ ఉపబలాల అనువర్తనం. మల్టీఫంక్షనల్ పాలిమర్ మిశ్రమాలు మరియు గ్రాఫేన్‌తో తయారు చేసిన అధిక-బలం పోరస్ సిరామిక్ పదార్థాలు మిశ్రమ పదార్థాల యొక్క అనేక ప్రత్యేక లక్షణాలను మెరుగుపరుస్తాయి. మానవ ఎముక మజ్జ మెసెన్చైమల్ మూలకణాల యొక్క ఆస్టియోజెనిక్ భేదాన్ని వేగవంతం చేయడానికి బయోగ్రాఫేన్ ఉపయోగించబడుతుంది మరియు ఇది సిలికాన్ కార్బైడ్ పై ఎపిటాక్సియల్ గ్రాఫేన్ యొక్క బయోసెన్సర్లను తయారు చేయడానికి కూడా ఉపయోగించబడుతుంది. అదే సమయంలో, సిగ్నల్ బలం లేదా మచ్చ కణజాల నిర్మాణం వంటి లక్షణాలను మార్చకుండా లేదా నాశనం చేయకుండా గ్రాఫేన్‌ను నరాల ఇంటర్‌ఫేస్ ఎలక్ట్రోడ్‌గా ఉపయోగించవచ్చు. దాని వశ్యత, బయో కాంపాబిలిటీ మరియు కండక్టివిటీ కారణంగా, గ్రాఫేన్ ఎలక్ట్రోడ్లు టంగ్స్టన్ లేదా సిలికాన్ ఎలక్ట్రోడ్ల కంటే వివోలో చాలా స్థిరంగా ఉంటాయి. మానవ కణాలకు హాని చేయకుండా E. కోలి పెరుగుదలను నిరోధించడంలో గ్రాఫేన్ ఆక్సైడ్ చాలా ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది.