Каковы перспективы применения графена?

Графен представляет собой двумерный кристалл, уникальная структура графена придает ему отличные электрические, механические, термические и оптические свойства, например, графен имеет в 100 раз большую подвижность носителей кремния, интенсивность до 130 гПа, хорошую гибкость и почти 20 % степени растяжения, высокая теплопроводность, удельная поверхность до 2600 м2 / г и почти прозрачный, в широкой полосе поглощения света составляет всего 2,3%. Эти превосходные физические свойства позволяют графену продемонстрировать широкие возможности применения в ВЧ-транзисторах, сверхчувствительных датчиках, гибких и прозрачных проводящих пленках, сверхпрочных композитах с высокой проводимостью, высокоэффективных литий-ионных батареях и суперконденсаторах.

Хотя графен еще не достиг крупномасштабной индустриализации, но рынок для приложений графена хорош, текущие результаты исследований показали, что графен в будущем будет широко использоваться в следующих четырех областях.

1. Область электронных материалов

Считается, что в качестве электродных материалов отличным катодным материалом является графен, заменяющий кремниевые чипы. Кроме того, графен в гибких экранах, носимых устройствах, таких как солнечная зарядка, еще не используется в области добычи полезных ископаемых.

Большой, Манчестер, Англия, разработал только от 10 до 40 атомов толщиной экрана СИД графена, имеют тонкие, гибкие функции. Это означает, что в будущем экран электронного оборудования можно будет еще больше уменьшить по толщине, сделать его более гибким и даже достичь общей гибкости.

Графен в области носимых устройств также имеет определенную область применения. Ирландия, например, ученые разрабатывают гибкие носимые датчики на основе графена и обнаружили, что датчик может обнаруживать самые тонкие движения пользователя, включая дыхание и отслеживание пульса. Кроме того, датчик может реализовать блок питания, возможно, в будущем его можно будет использовать в умной одежде.

2. Поля охлаждающего материала

Металлические материалы трудно обрабатывать в системах охлаждения, они расходуют энергию, плотность, проводимость, легко деформируются и рециркулируют отходы, а также многие другие проблемы, почти без значительного снижения цен. И графеновые теплопроводные пластмассы, такие как нанотехнологии, применяются в светодиодных осветительных приборах, таких как рассеивание тепла, и стоимость системы может снизиться как минимум на 30%. Графен состоит из атомов углерода в одночиповой структуре нового наноматериала, находится в почти идеальной атомной структуре поверхности, на его превосходную проводимость, теплопроводность и тепловые характеристики для всех слоев общества возлагают большие надежды.

Графен представляет собой двумерный монослой кристаллов атомов углерода, по сравнению с трехмерным материалом, его низкоразмерная структура может значительно сократить границы зерен на границе рассеяния фононов, и учитывая его специальную модель дисперсии фононов. Быстрая теплопроводность и тепловые свойства графена сделали графен отличным теплоотводящим материалом, который можно использовать в смартфонах, планшетах, энергосберегающем светодиодном освещении высокой мощности, спутниковой цепи, лазерном оружии, рассеивании тепла.

3. Биомедицинская сфера

Графен обладает выдающимися механическими свойствами и биосовместимостью, а использование его в качестве армирующего наполнителя позволяет значительно улучшить механические свойства биологических материалов.

Биосенсор - это жизненно важное направление исследований в области аналитической химии и биомедицины, широко использовавшееся в клинической диагностике и лечении заболеваний, исследованиях. Графен из бурного развития биосенсоров в области анализа жизни имеет важное практическое значение. В технологии секвенирования генома недавно успешно разработанные датчики ДНК представляют собой своего рода полевые транзисторные устройства на основе графена, которые могут обнаруживать вращение структуры и положения ДНК. Датчик, использующий электрические свойства графена и успешно выполняющий функцию обнаружения микропоследовательностей ДНК.

4. Военная сфера

Графен из стратегического альянса промышленных технологических инноваций Китая (далее именуемый альянсом), чтобы способствовать применению графена в области военной промышленности, 16 января 2015 года состоится церемония открытия комитета по военным приложениям Союза.

Лидеры нашей правительственной и национальной оборонной промышленности, а также эксперты по графену в военном применении перспективны в этой области, вызывающей большую озабоченность. Сообщается, что ранее в этом году в Харбине состоялся «семинар по технологиям применения графена в военных целях», посвященный министерству вооружений, бюро оборонной промышленности, руководителям групп военной промышленности, экспертам, а также экспертам и предпринимателям в области графеновой промышленности, военной промышленности и поддерживающим их людям Представители подразделения обсуждают перспективу использования графена в военных целях.

Благодаря тому, что графен обладает высокой проводимостью, высокой прочностью, высокой прочностью, большими характеристиками удельной поверхности и, по мнению исследователей, он широко применяется в таких областях, как аэрокосмическая промышленность. Сообщается, что ученые обнаружили, что графен может творить космическую энергию. Благодаря движению под действием графена в свете исследований было показано, что графеновые материалы могут преобразовывать световую энергию в кинетическую энергию, это означает, что графеновые материалы станут новым источником энергии, источник питания будет намного выше, чем производимый световым давлением явление электропитания. В будущем графен может быть использован для исследования планет, таких как спутниковая орбита, чтобы обеспечить бесконечную энергию.

Заключение

Графен из-за превосходных свойств, ожидается, что в ближайшие пять-десять лет мировая графеновая промышленность превысит 100 миллиардов долларов. Оптимисты считают, что потенциальный размер рынка графена по крайней мере один триллион юаней выше. С точки зрения нынешней ситуации, самым большим препятствием на пути к маркетизации графена является рыночный спрос и цена, лу-яо, будущая индустриализация графена нуждается в государственной поддержке, а научно-исследовательский персонал инноваций считает, что благодаря совместным усилиям графен будет блестяще сиять в большем количестве областей.

Страница содержит содержимое машинного перевода.