1. A tömeggyártás és a nagyméretű problémák fokozatos áttörésével a grafén ipari alkalmazásának üteme felgyorsul.A meglévő kutatási eredmények alapján az első kereskedelmi alkalmazások a mobileszközök, az űrhajózás és az új energiaforrások lehetnek.Akkumulátor mező.Alapkutatások A grafénnek különös jelentősége van a fizikai alapkutatásban.Lehetővé tesz néhány olyan kvantumhatást, amelyeket csak elméletileg lehet demonstrálni, mielőtt kísérletekkel igazolni lehetne.
2. A kétdimenziós grafénben úgy tűnik, hogy az elektronok tömege nem létezik.Ez a tulajdonsága teszi a grafént ritka kondenzált anyaggá, amellyel a relativisztikus kvantummechanika tanulmányozható – mivel a tömeg nélküli részecskéknek fénysebességgel kell mozogniuk. az eredetileg óriási részecskegyorsítókban végrehajtandó kísérletek grafénnel kis laboratóriumokban elvégezhetők.A nulla energiájú rés félvezetői főként egyrétegű grafénből állnak, és ez az elektronikus szerkezet komolyan befolyásolja a gázmolekulák szerepét a felületén.Az ömlesztett grafithoz képest az egyrétegű grafén felületi reakcióaktivitást fokozó funkcióját a grafén hidrogénezési és oxidációs reakcióinak eredményei mutatják, jelezve, hogy a grafén elektronszerkezete módosíthatja a felületi aktivitást.
3. Ezen túlmenően a grafén elektronszerkezete ennek megfelelően változtatható gázmolekulák adszorpciójának indukciójával, ami nemcsak a hordozók koncentrációját változtatja meg, hanem különböző grafénekkel is adalékolható.A szenzoros grafénből vegyi érzékelőt lehet készíteni.Ezt a folyamatot főként a grafén felületi adszorpciós teljesítménye teszi teljessé.Egyes tudósok kutatásai szerint a grafén kémiai detektorok érzékenysége összevethető az egymolekulás detektálás határával.A grafén egyedülálló kétdimenziós szerkezete nagyon érzékenysé teszi a környező környezetre.A grafén ideális anyag az elektrokémiai bioszenzorokhoz.A grafénből készült érzékelők jó érzékenységgel rendelkeznek a dopamin és a glükóz kimutatására az orvostudományban.A tranzisztoros grafénből tranzisztorok készíthetők.A grafén szerkezetének nagy stabilitása miatt az ilyen típusú tranzisztorok továbbra is stabilan működhetnek egyetlen atom léptékében.
4. Ezzel szemben a jelenlegi szilícium alapú tranzisztorok körülbelül 10 nanométeres léptékben veszítenek stabilitásukból;a grafénben lévő elektronok ultragyors reakciósebessége a külső térre a belőle készült tranzisztorokat nagyon magas működési frekvenciát érhetik el.Az IBM például 2010 februárjában bejelentette, hogy 100 GHz-re emeli a graféntranzisztorok működési frekvenciáját, ami meghaladja az azonos méretű szilícium tranzisztorokét.Rugalmas kijelző A Consumer Electronics Show-n nagy figyelmet kapott a hajlítható képernyő, amely a jövőben a mobileszközök kijelzőinek rugalmas kijelzőinek fejlesztésének trendjévé vált.
5. A rugalmas kijelzők jövőbeli piaca széles, és a grafén alapanyagként való megjelenése is ígéretes.Dél-koreai kutatók először készítettek rugalmas, átlátszó kijelzőt, amely több réteg grafénből és üvegszálas poliészter lemezhordozóból áll.A dél-koreai Samsung és a Sungkyunkwan Egyetem kutatói egy TV-méretű tiszta graféndarabot készítettek egy 63 cm széles, rugalmas üvegszálas poliészter lapra.Azt mondták, hogy ez messze a legnagyobb „ömlesztett” grafénblokk.Ezt követően a grafén blokkot használták rugalmas érintőképernyő létrehozásához.
6. A kutatók azt mondták, hogy elméletileg az emberek feltekerhetik okostelefonjukat és a fülük mögé tűzhetik, mint egy ceruzát.Új energiaelemek Az új energiaelemek a grafén legkorábbi kereskedelmi felhasználásának is fontos területei.Az egyesült államokbeli Massachusetts Institute of Technology sikeresen kifejlesztett rugalmas fotovoltaikus paneleket, amelyek felületén grafén nanobevonat található, ami nagymértékben csökkentheti az átlátszó és deformálható napelemek gyártási költségeit.Az ilyen elemek használhatók éjjellátó szemüvegekben, fényképezőgépekben és más kisméretű digitális fényképezőgépekben.Alkalmazás a készülékben.Ezenkívül a grafén szuperakkumulátorok sikeres kutatása és fejlesztése megoldotta az új energetikai járművek akkumulátorainak elégtelen kapacitásával és hosszú töltési idejével kapcsolatos problémákat is, nagymértékben felgyorsítva az új energiaakkumulátor-ipar fejlődését.
7. Ez a kutatási eredménysorozat megnyitotta az utat a grafén alkalmazásához az új energetikai akkumulátoriparban.A sótalanító grafénszűrőket gyakrabban használják, mint más sótalanító technológiákat.Miután a vízi környezetben a grafén-oxid film szorosan érintkezik a vízzel, körülbelül 0,9 nanométer szélességű csatorna alakulhat ki, amelyen az ennél kisebb ionok vagy molekulák gyorsan átjutnak.A grafén filmben lévő kapilláris csatornák méretét mechanikus eszközökkel tovább tömörítik, és szabályozzák a pórusméretet, ami hatékonyan képes kiszűrni a sót a tengervízben.A hidrogéntároló anyag, a grafén előnye a könnyű súly, a nagy kémiai stabilitás és a nagy fajlagos felület, így a legjobb jelölt hidrogéntároló anyagokhoz.A nagy vezetőképesség, a nagy szilárdság, az ultrakönnyű és az űrrepülésben vékony jellemzői miatt a grafén repülőgép- és hadiiparban való alkalmazási előnyei is rendkívül szembetűnőek.
8. Az egyesült államokbeli NASA 2014-ben kifejlesztett egy repülőgépiparban használt grafénérzékelőt, amely képes kimutatni a nyomelemeket a föld magaslati légkörében és az űrhajók szerkezeti hibáit.A grafén fontosabb szerepet fog játszani az olyan lehetséges alkalmazásokban is, mint például az ultrakönnyű repülőgép-anyagok.A fényérzékeny elem egy új típusú fényérzékeny elem, amely grafént használ a fényérzékeny elem anyagaként.Egy speciális szerkezetnek köszönhetően a fényérzékenységet több ezerszeresére növeli a meglévő CMOS-hoz vagy CCD-hez képest, az energiafogyasztás pedig csak 10%-a az eredetinek.Felhasználható monitorok és műholdképalkotás területén, valamint használható kamerákban, okostelefonokban stb. Kompozit anyagok A grafén alapú kompozit anyagok fontos kutatási irányt jelentenek a grafénalkalmazások területén.Kiváló teljesítményt nyújtottak az energiatárolás, a folyadékkristályos eszközök, az elektronikai eszközök, a biológiai anyagok, az érzékelő anyagok és a katalizátorhordozók területén, és széles körű alkalmazási lehetőségekkel rendelkeznek.
9. A grafén kompozitok kutatása jelenleg elsősorban a grafén polimer kompozitokra és a grafén alapú szervetlen nanokompozitokra koncentrál.A grafénkutatás elmélyülésével a grafén erősítések alkalmazása ömlesztett fémalapú kompozitokban Az emberek egyre nagyobb figyelmet szentelnek.A többfunkciós polimer kompozitok és a grafénből készült nagy szilárdságú porózus kerámia anyagok a kompozit anyagok számos különleges tulajdonságát javítják.A biografént az emberi csontvelői mezenchimális őssejtek oszteogén differenciálódásának felgyorsítására használják, valamint szilícium-karbidon epitaxiális grafén bioszenzorainak előállítására is használják.Ugyanakkor a grafén használható idegi interfész elektródaként anélkül, hogy megváltoztatná vagy elpusztítaná a tulajdonságokat, például a jelerősséget vagy a hegszövet képződését.Rugalmassága, biokompatibilitása és vezetőképessége miatt a grafénelektródák sokkal stabilabbak in vivo, mint a volfrám- vagy szilíciumelektródák.A grafén-oxid nagyon hatékonyan gátolja az E. coli növekedését anélkül, hogy károsítaná az emberi sejteket.
Feladás időpontja: 2021.11.06