แอปพลิเคชันของกราฟีน

1. ด้วยความก้าวหน้าอย่างค่อยเป็นค่อยไปของการผลิตจำนวนมากและปัญหาขนาดใหญ่การใช้งานของกราฟีนในอุตสาหกรรมกำลังเร่งความเร็ว จากผลการวิจัยที่มีอยู่แอพพลิเคชั่นเชิงพาณิชย์ครั้งแรกอาจเป็นอุปกรณ์มือถือการบินและอวกาศและพลังงานใหม่ ฟิลด์แบตเตอรี่ กราฟีนวิจัยขั้นพื้นฐานมีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับการวิจัยขั้นพื้นฐานทางฟิสิกส์ มันช่วยให้เอฟเฟกต์ควอนตัมบางอย่างสามารถแสดงให้เห็นถึงทางทฤษฎีก่อนที่จะสามารถตรวจสอบได้ผ่านการทดลอง

2. ในกราฟีนสองมิติมวลของอิเล็กตรอนดูเหมือนจะไม่มีอยู่จริง สถานที่ให้บริการนี้ทำให้กราฟีนเป็นสสารควบแน่นที่หายากซึ่งสามารถใช้ในการศึกษากลไกควอนตัมเชิงสัมพัทธภาพ - เนื่องจากอนุภาคที่ไม่มีมวลต้องเคลื่อนที่ด้วยความเร็วของแสงดังนั้นจึงต้องอธิบายโดยกลศาสตร์ควอนตัมเชิงสัมพัทธภาพซึ่งนักฟิสิกส์ทฤษฎีด้วยทิศทางการวิจัยใหม่ เซมิคอนดักเตอร์ศูนย์พลังงานเป็นศูนย์ส่วนใหญ่เป็นกราฟีนชั้นเดี่ยวและโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์นี้จะส่งผลกระทบต่อบทบาทของโมเลกุลก๊าซบนพื้นผิวอย่างจริงจัง เมื่อเปรียบเทียบกับกราไฟท์จำนวนมากฟังก์ชั่นของกราฟีนเลเยอร์เดี่ยวเพื่อเพิ่มกิจกรรมการเกิดปฏิกิริยาพื้นผิวจะแสดงโดยผลลัพธ์ของการเกิดไฮโดรเจนของกราฟีนและปฏิกิริยาออกซิเดชันซึ่งบ่งชี้ว่าโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของกราฟีนสามารถปรับกิจกรรมพื้นผิวได้

3. นอกจากนี้โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของกราฟีนสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการเหนี่ยวนำการดูดซับโมเลกุลของก๊าซซึ่งไม่เพียง แต่เปลี่ยนความเข้มข้นของผู้ให้บริการ แต่ยังสามารถเจือด้วย graphenes ที่แตกต่างกัน กราฟีนเซ็นเซอร์สามารถทำเป็นเซ็นเซอร์เคมี กระบวนการนี้ส่วนใหญ่เสร็จสิ้นโดยประสิทธิภาพการดูดซับพื้นผิวของกราฟีน จากการวิจัยของนักวิชาการบางคนความไวของเครื่องตรวจจับสารเคมีกราฟีนสามารถเปรียบเทียบกับขีด จำกัด ของการตรวจจับโมเลกุลเดี่ยว โครงสร้างสองมิติที่เป็นเอกลักษณ์ของ Graphene ทำให้มีความไวต่อสภาพแวดล้อมโดยรอบ กราฟีนเป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับไบโอเซนเซอร์เคมีไฟฟ้า เซ็นเซอร์ที่ทำจากกราฟีนมีความไวที่ดีสำหรับการตรวจจับโดปามีนและกลูโคสในการแพทย์ กราฟีนทรานซิสเตอร์สามารถใช้ในการสร้างทรานซิสเตอร์ เนื่องจากความเสถียรสูงของโครงสร้างกราฟีนทรานซิสเตอร์ประเภทนี้ยังสามารถทำงานได้อย่างเสถียรในระดับอะตอมเดียว

4. ในทางตรงกันข้ามทรานซิสเตอร์ที่ใช้ซิลิกอนในปัจจุบันจะสูญเสียความมั่นคงในระดับประมาณ 10 นาโนเมตร ความเร็วในการทำปฏิกิริยาเร็วเป็นพิเศษของอิเล็กตรอนในกราฟีนไปยังสนามภายนอกทำให้ทรานซิสเตอร์ที่ทำจากมันสามารถเข้าถึงความถี่ในการทำงานที่สูงมาก ตัวอย่างเช่น IBM ประกาศในเดือนกุมภาพันธ์ 2010 ว่าจะเพิ่มความถี่ในการดำเนินงานของทรานซิสเตอร์กราฟีนเป็น 100 GHz ซึ่งเกินกว่าของทรานซิสเตอร์ซิลิคอนที่มีขนาดเท่ากัน การแสดงผลที่ยืดหยุ่นหน้าจอที่โค้งงอได้ดึงดูดความสนใจอย่างมากในการแสดง Electronics Consumer Electronics และได้กลายเป็นแนวโน้มของการพัฒนาหน้าจอแสดงผลที่ยืดหยุ่นสำหรับการแสดงอุปกรณ์มือถือในอนาคต

5. ตลาดในอนาคตของการแสดงผลที่ยืดหยุ่นนั้นกว้างและโอกาสของกราฟีนเป็นวัสดุพื้นฐานก็มีแนวโน้มเช่นกัน นักวิจัยชาวเกาหลีใต้ได้ผลิตการแสดงผลโปร่งใสที่ยืดหยุ่นเป็นครั้งแรกซึ่งประกอบด้วยกราฟีนหลายชั้นและสารตั้งต้นแผ่นใยแก้วแก้ว นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Samsung และ Sungkyunkwan ของเกาหลีใต้ได้ประดิษฐ์กราฟีนบริสุทธิ์ขนาดใหญ่บนทีวีบนบอร์ดโพลีเอสเตอร์ใยแก้วใยใสขนาด 63 ซม. พวกเขาบอกว่านี่เป็นบล็อกกราฟีนที่ใหญ่ที่สุด ต่อจากนั้นพวกเขาใช้บล็อกกราฟีนเพื่อสร้างหน้าจอสัมผัสที่ยืดหยุ่น

6. นักวิจัยกล่าวว่าในทางทฤษฎีผู้คนสามารถม้วนสมาร์ทโฟนของพวกเขาและตรึงไว้ข้างหลังหูเหมือนดินสอ แบตเตอรี่พลังงานใหม่แบตเตอรี่พลังงานใหม่เป็นพื้นที่สำคัญของการใช้งานในเชิงพาณิชย์ครั้งแรกของ Graphene สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ในสหรัฐอเมริกาประสบความสำเร็จในการพัฒนาแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีความยืดหยุ่นด้วยการเคลือบกราฟีนนาโนบนพื้นผิวซึ่งสามารถลดค่าใช้จ่ายในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์โปร่งใสและผิดปกติได้อย่างมาก แบตเตอรี่ดังกล่าวอาจใช้ในแว่นตามองเห็นตอนกลางคืนกล้องและกล้องดิจิตอลขนาดเล็กอื่น ๆ แอปพลิเคชันในอุปกรณ์ นอกจากนี้การวิจัยและพัฒนาแบตเตอรี่กราฟีนซูเปอร์แบตเตอรี่ที่ประสบความสำเร็จยังช่วยแก้ไขปัญหาของความจุไม่เพียงพอและเวลาชาร์จแบตเตอรี่พลังงานใหม่ที่ยาวนานซึ่งเร่งการพัฒนาอุตสาหกรรมแบตเตอรี่พลังงานใหม่อย่างมาก

7. ผลการวิจัยชุดนี้ปูทางสำหรับการประยุกต์ใช้กราฟีนในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่พลังงานใหม่ ตัวกรองกราฟีนกลั่นน้ำทะเลถูกใช้มากกว่าเทคโนโลยีการกลั่นน้ำทะเลอื่น ๆ หลังจากฟิล์มกราฟีนออกไซด์ในสภาพแวดล้อมของน้ำสัมผัสกับน้ำอย่างใกล้ชิดสามารถเกิดช่องทางที่มีความกว้างประมาณ 0.9 นาโนเมตรและไอออนหรือโมเลกุลที่เล็กกว่าขนาดนี้สามารถผ่านได้อย่างรวดเร็ว ขนาดของช่องเส้นเลือดฝอยในฟิล์มกราฟีนถูกบีบอัดด้วยวิธีการทางกลมากและขนาดรูขุมขนถูกควบคุมซึ่งสามารถกรองเกลือในน้ำทะเลได้อย่างมีประสิทธิภาพ กราฟีนวัสดุเก็บไฮโดรเจนมีข้อดีของน้ำหนักเบาเสถียรภาพทางเคมีสูงและพื้นที่ผิวเฉพาะสูงทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับวัสดุการจัดเก็บไฮโดรเจน เนื่องจากลักษณะของค่าการนำไฟฟ้าสูงความแข็งแรงสูงแสงพิเศษและบางในการบินและอวกาศความได้เปรียบในการใช้งานของกราฟีนในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและทหารก็โดดเด่นอย่างมาก

8. ในปี 2014 NASA ในสหรัฐอเมริกาได้พัฒนาเซ็นเซอร์กราฟีนที่ใช้ในสนามบินและอวกาศซึ่งสามารถตรวจจับองค์ประกอบการติดตามในบรรยากาศความสูงของโลกและข้อบกพร่องทางโครงสร้างบนยานอวกาศ กราฟีนจะมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในการใช้งานที่มีศักยภาพเช่นวัสดุอากาศยานที่มีน้ำหนักเบา องค์ประกอบที่ไวต่อแสงเป็นองค์ประกอบที่ไวต่อแสงชนิดใหม่โดยใช้กราฟีนเป็นวัสดุขององค์ประกอบที่ไวต่อแสง ผ่านโครงสร้างพิเศษคาดว่าจะเพิ่มความสามารถในการถ่ายภาพหลายพันครั้งเมื่อเทียบกับ CMOS หรือ CCD ที่มีอยู่และการใช้พลังงานเป็นเพียง 10% ของต้นฉบับ มันสามารถใช้ในด้านการตรวจสอบและการถ่ายภาพดาวเทียมและสามารถใช้ในกล้องสมาร์ทโฟน ฯลฯ วัสดุคอมโพสิตคอมโพสิตที่ใช้กราฟีนเป็นทิศทางการวิจัยที่สำคัญในด้านการใช้งานของกราฟีน พวกเขาได้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในด้านการจัดเก็บพลังงานอุปกรณ์คริสตัลเหลวอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์วัสดุชีวภาพวัสดุตรวจจับและตัวเร่งปฏิกิริยาผู้ให้บริการและมีโอกาสในการใช้งานที่หลากหลาย

9. ในปัจจุบันการวิจัยของคอมโพสิตกราฟีนส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่คอมโพสิตพอลิเมอร์กราฟีนและ nanocomposites อนินทรีย์ที่ใช้กราฟีน ด้วยการวิจัยกราฟีนที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นการประยุกต์ใช้การเสริมกำลังของกราฟีนในคอมโพสิตที่ใช้โลหะจำนวนมากผู้คนให้ความสนใจมากขึ้นเรื่อย ๆ คอมโพสิตพอลิเมอร์มัลติฟังก์ชั่นและวัสดุเซรามิกที่มีรูพรุนที่มีความแข็งแรงสูงที่ทำจากกราฟีนช่วยเพิ่มคุณสมบัติพิเศษมากมายของวัสดุคอมโพสิต ชีวประวัติถูกใช้เพื่อเร่งความแตกต่างของ osteogenic ของเซลล์ต้นกำเนิดจากไขกระดูกของกระดูกมนุษย์และยังใช้เพื่อสร้างไบโอเซนเซอร์ของกราฟีน epitaxial บนซิลิกอนคาร์ไบด์ ในเวลาเดียวกันกราฟีนสามารถใช้เป็นอิเล็กโทรดอินเตอร์เฟสเส้นประสาทโดยไม่ต้องเปลี่ยนหรือทำลายคุณสมบัติเช่นความแรงของสัญญาณหรือการก่อตัวของเนื้อเยื่อแผลเป็น เนื่องจากความยืดหยุ่นความเข้ากันได้ทางชีวภาพและการนำไฟฟ้าขั้วกราฟีนจึงมีความเสถียรในร่างกายมากกว่าอิเล็กโทรดทังสเตนหรืออิเล็กโทรดซิลิกอน กราฟีนออกไซด์มีประสิทธิภาพมากในการยับยั้งการเจริญเติบโตของอีโคไลโดยไม่ทำร้ายเซลล์ของมนุษย์