1. Med det gradvise gjennombruddet av masseproduksjon og store problemer, akselererer tempoet i industriell bruk av grafen.Basert på eksisterende forskningsresultater kan de første kommersielle bruksområdene være mobile enheter, romfart og ny energi.Batterifelt.Grunnforskning Grafen har en spesiell betydning for grunnforskning i fysikk.Det muliggjør noen kvanteeffekter som bare kan demonstreres teoretisk før kan verifiseres gjennom eksperimenter.
2. I todimensjonal grafen ser massen av elektroner ut til å være ikke-eksisterende.Denne egenskapen gjør grafen til et sjeldent kondensert stoff som kan brukes til å studere relativistisk kvantemekanikk - fordi masseløse partikler må bevege seg med lysets hastighet. Derfor må det beskrives av relativistisk kvantemekanikk, som gir teoretiske fysikere en ny forskningsretning: noen eksperimenter som opprinnelig måtte utføres i gigantiske partikkelakseleratorer kan utføres med grafen i små laboratorier.Nullenergigap-halvledere er hovedsakelig enkeltlags grafen, og denne elektroniske strukturen vil alvorlig påvirke rollen til gassmolekyler på overflaten.Sammenlignet med bulkgrafitt, er funksjonen til enkeltlags grafen for å forbedre overflatereaksjonsaktiviteten vist av resultatene av grafenhydrogenerings- og oksidasjonsreaksjoner, noe som indikerer at den elektroniske strukturen til grafen kan modulere overflateaktiviteten.
3. I tillegg kan den elektroniske strukturen til grafen endres tilsvarende ved induksjon av gassmolekyladsorpsjon, som ikke bare endrer konsentrasjonen av bærere, men også kan dopes med forskjellige grafener.Sensoren grafen kan gjøres til en kjemisk sensor.Denne prosessen fullføres hovedsakelig av overflateadsorpsjonsytelsen til grafen.I følge forskning fra noen forskere kan følsomheten til grafenkjemiske detektorer sammenlignes med grensen for enkeltmolekyldeteksjon.Grafens unike todimensjonale struktur gjør den svært følsom for omgivelsene.Grafen er et ideelt materiale for elektrokjemiske biosensorer.Sensorer laget av grafen har god følsomhet for å oppdage dopamin og glukose i medisin.Transistorgrafen kan brukes til å lage transistorer.På grunn av den høye stabiliteten til grafenstrukturen, kan denne typen transistorer fortsatt fungere stabilt på skalaen til et enkelt atom.
4. Derimot vil de nåværende silisiumbaserte transistorene miste stabiliteten på skalaen rundt 10 nanometer;den ultraraske reaksjonshastigheten til elektroner i grafenet til det ytre feltet gjør at transistorene laget av det kan nå svært høy driftsfrekvens.For eksempel kunngjorde IBM i februar 2010 at de ville øke driftsfrekvensen til grafentransistorer til 100 GHz, noe som overgår den til silisiumtransistorer av samme størrelse.Fleksibel skjerm Den bøyelige skjermen vakte mye oppmerksomhet på Consumer Electronics Show, og det har blitt trenden for utvikling av fleksible skjermer for skjermer for mobile enheter i fremtiden.
5. Fremtidens marked for fleksibel skjerm er bredt, og utsiktene til grafen som basismateriale er også lovende.Sørkoreanske forskere har for første gang produsert en fleksibel gjennomsiktig skjerm sammensatt av flere lag med grafen og et glassfiberpolyesterplatesubstrat.Forskere fra Sør-Koreas Samsung og Sungkyunkwan University har laget et stykke ren grafen på størrelse med en TV på en 63 cm bred fleksibel transparent glassfiberpolyesterplate.De sa at dette er den desidert største "bulk" grafenblokken.Deretter brukte de grafenblokken til å lage en fleksibel berøringsskjerm.
6. Forskerne sa at i teorien kan folk rulle sammen smarttelefonene sine og feste dem bak ørene som en blyant.Nye energibatterier Nye energibatterier er også et viktig område for grafens tidligste kommersielle bruk.Massachusetts Institute of Technology i USA har med suksess utviklet fleksible solcellepaneler med grafen nano-belegg på overflaten, noe som i stor grad kan redusere kostnadene ved å produsere gjennomsiktige og deformerbare solceller.Slike batterier kan brukes i nattsynsbriller, kameraer og andre små digitale kameraer.Applikasjon i enheten.I tillegg har den vellykkede forskningen og utviklingen av grafen-superbatterier også løst problemene med utilstrekkelig kapasitet og lang ladetid for nye energibilbatterier, noe som har akselerert utviklingen av den nye energibatteriindustrien.
7. Denne serien med forskningsresultater banet vei for bruk av grafen i den nye energibatteriindustrien.Avsaltningsgrafenfiltre brukes mer enn andre avsaltingsteknologier.Etter at grafenoksidfilmen i vannmiljøet er i nærkontakt med vann, kan det dannes en kanal med en bredde på omtrent 0,9 nanometer, og ioner eller molekyler mindre enn denne størrelsen kan raskt passere.Størrelsen på kapillærkanalene i grafenfilmen komprimeres ytterligere med mekaniske midler, og porestørrelsen kontrolleres, noe som effektivt kan filtrere saltet i sjøvannet.Hydrogenlagringsmaterialet grafen har fordelene med lav vekt, høy kjemisk stabilitet og høyt spesifikt overflateareal, noe som gjør det til den beste kandidaten for hydrogenlagringsmaterialer.På grunn av egenskapene høy ledningsevne, høy styrke, ultralett og tynn i romfart, er bruksfordelene til grafen i romfarts- og militærindustrien også ekstremt fremtredende.
8. I 2014 utviklet NASA i USA en grafensensor brukt i romfartsfeltet, som kan oppdage sporelementer i jordas atmosfære i stor høyde og strukturelle defekter på romfartøy.Grafen vil også spille en viktigere rolle i potensielle bruksområder som ultralette flymaterialer.Det fotosensitive elementet er en ny type fotosensitivt element som bruker grafen som materialet til det fotosensitive elementet.Gjennom en spesiell struktur forventes det å øke den lysfølsomme evnen tusenvis av ganger sammenlignet med eksisterende CMOS eller CCD, og energiforbruket er bare 10 % av originalen.Den kan brukes innen skjermer og satellittbilder, og kan brukes i kameraer, smarttelefoner osv. Komposittmaterialer Grafenbaserte komposittmaterialer er en viktig forskningsretning innen grafenapplikasjoner.De har vist utmerket ytelse innen energilagring, flytende krystallenheter, elektroniske enheter, biologiske materialer, sensormaterialer og katalysatorbærere, og har et bredt spekter av applikasjonsmuligheter.
9. For tiden fokuserer forskningen på grafenkompositter hovedsakelig på grafenpolymerkompositter og grafenbaserte uorganiske nanokompositter.Med utdypingen av grafenforskningen, bruker bruken av grafenforsterkninger i bulkmetallbaserte kompositter Folk betaler mer og mer oppmerksomhet.Multifunksjonelle polymerkompositter og høystyrke porøse keramiske materialer laget av grafen forbedrer mange spesielle egenskaper til komposittmaterialer.Biografen brukes til å akselerere den osteogene differensieringen av menneskelige benmargsmesenkymale stamceller, og det brukes også til å lage biosensorer av epitaksialt grafen på silisiumkarbid.Samtidig kan grafen brukes som en nervegrensesnittelektrode uten å endre eller ødelegge egenskaper som signalstyrke eller arrvevsdannelse.På grunn av sin fleksibilitet, biokompatibilitet og ledningsevne er grafenelektroder mye mer stabile in vivo enn wolfram- eller silisiumelektroder.Grafenoksid er svært effektivt for å hemme veksten av E. coli uten å skade menneskelige celler.
Innleggstid: 06-november 2021