『壹』 石墨烯作用和功效
石墨烯對物理學基礎研究有著特殊意義,它使得一些此前只能在理論上進行論證的量子效應可以通過實驗經行驗證。在二維的石墨烯中,電子的質量彷彿是不存在的,這種性質使石墨烯成為了一種罕見的可用於研究相對論量子力學的凝聚態物質——因為無質量的粒子必須以光速運動,從而必須用相對論量子力學來描述,這為理論物理學家們提供了一個嶄新的研究方向:一些原來需要在巨型粒子加速器中進行的試驗,可以在小型實驗室內用石墨烯進行。
零能隙的半導體主要是單層石墨烯,這種電子結構會嚴重影響到氣體分子在其表面上的作用。單層石墨烯較體相石墨表面反應活性增強的功能是由石墨烯的氫化反應和氧化反應結果顯示出來的,說明石墨烯的電子結構可以調變其表面的活性。另外,石墨烯的電子結構可以通過氣體分子吸附的誘導而發生相應的變化,其不但對載流子的濃度進行改變,同時可以摻雜不同的石墨烯。
感測器
石墨烯可以做成化學感測器,這個過程主要是通過石墨烯的表面吸附性能來完成的,根據部分學者的研究可知,石墨烯化學探測器的靈敏度可以與單分子檢測的極限相比擬。石墨烯獨特的二維結構使它對周圍的環境非常敏感。石墨烯是電化學生物感測器的理想材料,石墨烯製成的感測器在醫學上檢測多巴胺、葡萄糖等具有良好的靈敏性。
晶體管
石墨烯可以用來製作晶體管,由於石墨烯結構的高度穩定性,這種晶體管在接近單個原子的尺度上依然能穩定地工作。相比之下,目前以硅為材料的晶體管在10納米左右的尺度上就會失去穩定性;石墨烯中電子對外場的反應速度超快這一特點,又使得由它製成的晶體管可以達到極高的工作頻率。例如IBM公司在2010年2月就已宣布將石墨烯晶體管的工作頻率提高到了100GHz,超過同等尺度的硅晶體管。
柔性顯示屏
消費電子展上可彎曲屏幕備受矚目,成為未來移動設備顯示屏的發展趨勢。柔性顯示未來市場廣闊,作為基礎材料的石墨烯前景也被看好。韓國研究人員首次製造出了由多層石墨烯和玻璃纖維聚酯片基底組成的柔性透明顯示屏。韓國三星公司和成均館大學的研究人員在一個63厘米寬的柔性透明玻璃纖維聚酯板上,製造出了一塊電視機大小的純石墨烯。他們表示,這是迄今為止「塊頭」最大的石墨烯塊。隨後,他們用該石墨烯塊製造出了一塊柔性觸摸屏。
新能源電池
新能源電池也是石墨烯最早商用的一大重要領域。美國麻省理工學院已成功研製出表面附有石墨烯納米塗層的柔性光伏電池板,可極大降低製造透明可變形太陽能電池的成本,這種電池有可能在夜視鏡、相機等小型數碼設備中應用。另外,石墨烯超級電池的成功研發,也解決了新能源汽車電池的容量不足以及充電時間長的問題,極大加速了新能源電池產業的發展。這一系列的研究成果為石墨烯在新能源電池行業的應用鋪就了道路。
海水淡化
石墨烯過濾器比其他海水淡化技術要使用的多。水環境中的氧化石墨烯薄膜與水親密接觸後,可形成約0.9納米寬的通道,小於這一尺寸的離子或分子可以快速通過。通過機械手段進一步壓縮石墨烯薄膜中的毛細通道尺寸,控制孔徑大小,能高效過濾海水中的鹽份。
儲氫材料
石墨烯具有質量輕、高化學穩定性和高比表面積等優點,使之成為儲氫材料的最佳候選者。
航空航天
由於高導電性、高強度、超輕薄等特性,石墨烯在航天軍工領域的應用優勢也是極為突出的。2014年,美國NASA開發出應用於航天領域的石墨烯感測器,就能很好的對地球高空大氣層的微量元素、航天器上的結構性缺陷等進行檢測。而石墨烯在超輕型飛機材料等潛在應用上也將發揮更重要的作用。
感光元件
以石墨烯作為感光元件材質的新型感光元件,可望透過特殊結構,讓感光能力比現有CMOS或CCD提高上千倍,而且損耗的能源也僅需原本10%。可應用在監視器與衛星成像領域中,可以應用於照相機、智能手機等。
『貳』 石墨烯應用產品都有哪些啊
石墨烯應用產品還是挺多的,比如電池方面,雖然石墨烯用在電池方面還不成熟,但是石墨烯生活應用開發的還不錯,比如烯旺科技的紅外理療產品的就挺好的,發熱產生最接近人體的遠紅外,很受歡迎。
『叄』 什麼是石墨烯是超級材料它有什麼物理特性
曼徹斯特大學的兩位科學家進行了一個看似簡單的實驗,結果可能會改變世界。在實驗室,研究人員安德烈·海姆(AndreGeim)和康斯坦丁·諾沃塞洛夫(KonstantinNovoselov)玩弄著石墨,這是製作鉛筆芯的材料。石墨由彼此堆疊的超薄純碳片製成。吉姆(Geim)和諾沃塞洛夫(Novoselov)想看看他們是否可以分離出單片石墨,即只有一個原子厚的薄碳層。
『肆』 石墨烯都做了哪些產品,有很多種類的嗎
由於石墨烯本身的特性,所以石墨烯應用起來比較困難,最常見的是烯時代石墨烯
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療U型枕,比其
他
的產品
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很好用的,可以用來做各種護具的,保健作用超出
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的想像。
『伍』 石墨烯材料的產品都有哪些
產品有很多,光聚碳復材就用石墨烯研發的超級電池、施摩奇潤滑油添加劑、塗布法石墨烯導熱薄膜、油性/水性石墨烯漿料等產品
『陸』 石墨烯電機有什麼功能和作用
在很多電器里,都需要用到透明的導電材料作為電極,電子表、計算器、電視機、液晶顯示器、觸摸屏、太陽能電池板等等諸多設備里都無法離開透明電極的存在。傳統的透明電極用的是氧化銦錫(Indium Tin Oxide,簡稱ITO),由於銦的價格高昂和供應受限,而且這種材料比較脆,缺乏柔韌性,並且製作電極過程中需要在真空中層沉積而成本比較高,很長時間以來,科學家們都在致力於尋找它的替代品。除了透明、導電性好、容易制備等要求,如果材料本身的柔韌性比較好話,將適合用來做「電子紙」或者其他可以折疊的顯示設備,因此柔韌性也是一個很重要的方面。而石墨烯正是這么一種材料,非常合適來做透明電極。
作為一種性質獨特的新興材料,關於石墨烯應用的研究層出不窮。我們在這里難以一一列舉。將來,還有可能會在日常生活中出現石墨烯做的場效應管、石墨烯做的分子開關、石墨烯做的分子探測器……逐漸走出實驗室的石墨烯,一定會在日常生活中大放異彩。
我們可以期待,在不遠的將來出現大量的使用石墨烯的電子產品。想想看,如果我們手裡的智能手機和上網本在不用的時候,可以捲起來夾在耳朵上,塞在口袋裡,或者圍在手腕上,那是多麼有趣啊!
平頂山市信瑞達石墨製造有限公司為您解答。
『柒』 聽說石墨烯很不錯,它都應用在哪些產品呢
石墨烯對物理學基礎研究有著特殊意義,它使一些此前只能紙上談兵的量子效應可以通過實驗來驗證,例如電子無視障礙、實現幽靈一般的穿越。但更令人感興趣的,是它那許多「極端」性質的物理性質。
因為只有一層原子,電子的運動被限制在一個平面上,石墨烯也有著全新的電學屬性。石墨烯是世界上導電性最好的材料,電子在其中的運動速度達到了光速的1/300,遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。
在塑料里摻入百分之一的石墨烯,就能使塑料具備良好的導電性;加入千分之一的石墨烯,能使塑料的抗熱性能提高30攝氏度。在此基礎上可以研製出薄、輕、拉伸性好和超強韌新型材料,用於製造汽車、飛機和衛星。
隨著批量化生產以及大尺寸等難題的逐步突破,石墨烯的產業化應用步伐正在加快,基於已有的研究成果,最先實現商業化應用的領域可能會是移動設備、航空航天、新能源電池領域。
消費電子展上可彎曲屏幕備受矚目,成為未來移動設備顯示屏的發展趨勢。柔性顯示未來市場廣闊,作為基礎材料的石墨烯前景也被看好。有數據顯示2013年全球對手機觸摸屏的需求量大概在9.65億片。到2015年,平板電腦對大尺寸觸摸屏的需求也將達到2.3億片,為石墨烯的應用提供了廣闊的市場。韓國三星公司的研究人員也已製造出由多層石墨烯等材料組成的透明可彎曲顯示屏,相信大規模商用指日可待。
另一方面,新能源電池也是石墨烯最早商用的一大重要領域。之前美國麻省理工學院已成功研製出表面附有石墨烯納米塗層的柔性光伏電池板,可極大降低製造透明可變形太陽能電池的成本,這種電池有可能在夜視鏡、相機等小型數碼設備中應用。另外,石墨烯超級電池的成功研發,也解決了新能源汽車電池的容量不足以及充電時間長的問題,極大加速了新能源電池產業的發展。這一系列的研究成果為石墨烯在新能源電池行業的應用鋪就了道路。
由於高導電性、高強度、超輕薄等特性,石墨烯在航天軍工領域的應用優勢也是極為突出的。前不久美國NASA開發出應用於航天領域的石墨烯感測器,就能很好的對地球高空大氣層的微量元素、航天器上的結構性缺陷等進行檢測。而石墨烯在超輕型飛機材料等潛在應用上也將發揮更重要的作用。
『捌』 石墨烯材料有哪些方面的應用效果如何
1.單分子氣體偵測
石墨烯獨特的二維結構使它在感測器領域具有光明的應用前景。巨大的表面積使它對周圍的環境非常敏感。即使是一個氣體分子吸附或釋放都可以檢測到。這檢測目前可以分為直接檢測和間接檢測。通過穿透式電子顯微鏡可以直接觀測到單原子的吸附和釋放過程。通過測量霍爾效應方法可以間接檢測單原子的吸附和釋放過程。當一個氣體分子被吸附於石墨烯表面時,吸附位置會發生電阻的局域變化。當然,這種效應也會發生於別種物質,但石墨烯具有高電導率和低雜訊的優良品質,能夠偵測這微小的電阻變化。
2.光能飛行器
中國南開大學2015年6月中在《自然》期刊下屬的自然光學期刊發布了一則研究報告,[66]陳永勝教授其團隊發現一種特殊三維構型的石墨烯塊,在室溫且真空無阻力下被光線照射時居然會被推進移動,其效應是巨觀的而非微觀,半公分立方大小的實驗體被光線照射後前進了數公分距離,其原理還是謎,推測可能是該種構型石墨烯在受光後瞬間會產生大電子流,其非常適合用於太空領域的太陽帆,計算得知約50平方米的石墨烯帆能讓5公斤的酬載物在20分鍾加速到第一宇宙速度。
3.石墨烯納米帶
為了要賦予單層石墨烯某種電性(比如製造晶體管),會按照特定樣式切割石墨烯,形成石墨烯納米帶(Graphene nanoribbon)。切開的邊緣形狀可以分為鋸齒形和扶手椅形。採用緊束縛近似模型做出的計算,預測鋸齒形具有金屬鍵性質,又預測扶手椅形具有金屬鍵性質或半導體性質;到底是哪種性質,要依寬度而定。可是,近來根據密度泛函理論計算得到的結果,顯示出扶手椅形具有半導體性質,其能隙與納米帶帶寬成反比,實驗結果確實地展示出,隨著納米帶帶寬減小,能隙會增大。但是,直至2008年2月,尚沒有任何測量能隙的實驗試著辨識精確邊緣結構。
石墨烯納米帶的結構具有高電導率、高熱導率、低雜訊,這些優良品質促使石墨烯納米帶成為集成電路互連材料的另一種選擇,有可能替代銅金屬。有些研究者試著用石墨烯納米帶來製成量子點,他們在納米帶的某些特定位置改變寬度,形成量子禁閉(quantum confinement)。
石墨烯納米帶的低維結構具有非常重要的光電性能:粒子數反轉和寬頻光增益。這些優良品質促使石墨烯納米帶放在微腔或納米腔體中形成激光器和放大器。 根據2012年10月的一份研究表明有些研究者試著用石墨烯納米帶應用於光通信系統,發展石墨烯納米帶激光器。
4.集成電路
石墨烯具備作為優秀的集成電路電子器件的理想性質。石墨烯具有高的載子遷移率(carrier mobility),以及低雜訊,允許它被用作在場效應晶體管的通道。問題是單層的石墨烯製造困難,更難作出適當的基板。
根據2010年1月的一份報告中,對SiC外延生長石墨烯的數量和質量適合大規模生產的集成電路。在高溫下,在這些樣品中的量子霍爾效應可以被測量。另請參閱IBM在2010年的工作的晶體管一節中,速度快的晶體管'處理器'製造了2-英寸(51-毫米)的石墨烯薄片。
2011年6月,IBM的研究人員宣布,他們已經成功地創造了第一個石墨烯為基礎的集成電路-寬頻無線混頻器。電路處理頻率高達10 GHz,其性能在高達127℃的溫度下不受影響。
5.石墨烯晶體管
2005年,Geim研究組與Kim研究組發現,室溫下石墨烯具有10倍於商用矽片的高載流子遷移率(約10 am /V·s),並且受溫度和摻雜效應的影響很小,表現出室溫亞微米尺度的彈道傳輸特性(300 K下可達0.3 m),這是石墨烯作為納電子器件最突出的優勢,使電子工程領域極具吸引力的室溫彈道場效應管成為可能。較大的費米速度和低接觸電阻則有助於進一步減小器件開關時間,超高頻率的操作響應特性是石墨烯基電子器件的另一顯著優勢。在現代技術下,石墨烯納米線可以證明一般能夠取代硅作為半導體。
6.透明導電電極
石墨烯良好的電導性能和透光性能,使它在透明電導電極方面有非常好的應用前景。觸摸屏、液晶顯示、有機光伏電池、有機發光二極體等等,都需要良好的透明電導電極材料。特別是,石墨烯的機械強度和柔韌性都比常用材料氧化銦錫優良。由於氧化銦錫脆度較高,比較容易損毀。在溶液內的石墨烯薄膜可以沉積於大面積區域。
通過化學氣相沉積法,可以製成大面積、連續的、透明、高電導率的少層石墨烯薄膜,主要用於光伏器件的陽極,並得到高達1.71%能量轉換效率;與用氧化銦錫材料製成的元件相比,大約為其能量轉換效率的55.2%。
7.導熱材料/熱界面材料
2011年,美國喬治亞理工學院(Georgia Institute of Technology)學者首先報道了垂直排列官能化多層石墨烯三維立體結構在熱界面材料中的應用及其超高等效熱導率和超低界面熱阻。
場發射源及其真空電子器件
早在2002年,垂直於基底表面的石墨烯納米牆就被成功制備出來。它被看作是非常優良場致發射電子源材料。最近關於單片石墨烯的電場致電子發射效應也見諸報道。
8.超級電容器
由於石墨烯具有特高的表面面積對質量比例,石墨烯可以用於超級電容器的導電電極。科學家認為這種超級電容器的儲存能量密度會大於現有的電容器。
9.海水淡化
研究表明,石墨烯過濾器可能大幅度的勝過其他的海水淡化技術。
10.太陽能電池
南加州大學維特比工程學院的實驗室報告高度透明的石墨烯薄膜的化學氣相沉積法在2008年的大規模生產。在這個過程中,研究人員創建超薄的石墨烯片,方法是在甲烷氣體中的鎳板上,由首先沉積的碳原子形成石墨烯薄膜的形式。然後,他們在石墨烯層之上鋪一層熱塑性保護層,並且在酸浴中溶解掉下面的鎳。在最後的步驟中,他們把塑料保護的石墨烯附著到一個非常靈活的聚合物片材,它可以被納入一個有機太陽能電池(石墨烯光伏電池)。石墨烯/聚合物片材已被生產,大小范圍在150平方厘米,和可以用來生產靈活的有機太陽能電池。這可能最終有可能運行能覆蓋廣泛的地區的廉價太陽能電池,就像報紙印刷機的印刷報紙一樣(卷到卷, (roll-to-roll))。
2010年,Xinming Li和Hongwei Zhu等人首次將石墨烯與硅結合構建了一種新型的太陽能電池。在這種簡易的石墨烯/硅模型中,石墨烯不僅可以作為透明導電薄膜,還可以在與硅的界面處分離光生載流子。這種可以與傳統硅材料結合的結構,為推動基於石墨烯的光伏器件開辟了新的研究方向。
11.石墨烯生物器件
由於石墨烯的可修改化學功能、大接觸面積、原子尺寸厚度、分子閘極結構等等特色,應用於細菌偵測與診斷器件,石墨烯是個很優良的選擇。
科學家希望能夠發展出一種快速與便宜的快速電子DNA定序科技。它們認為石墨烯是一種具有這潛能的材料。基本而言,他們想要用石墨烯製成一個尺寸大約為DNA寬度的奈米洞,讓DNA分子游過這奈米洞。由於DNA的四個鹼基(A、C、G、T)會對於石墨烯的電導率有不同的影響,只要測量DNA分子通過時產生的微小電壓差異,就可以知道到底是哪一個鹼基正在游過奈米洞。這樣,就可以達成目的。
12.抗菌物質
中國科學院上海分院的科學家發現石墨烯氧化物對於抑制大腸桿菌的生長超級有效,而且不會傷害到人體細胞。假若石墨烯氧化物對其他細菌也具有抗菌性,則可能找到一系列新的應用,像自動除去氣味的鞋子,或保存食品新鮮的包裝。
13.石墨烯感光元件
一群來自新加坡專精於石墨烯材質研究的科學家們,現在研發出將石墨烯應用於相機感光元件的最新技術,可望徹底顛覆未來的數位感光元件技術發展。
新加坡南洋理工大學學者,研發出了一個以石墨烯作為感光元件材質的新型感光元件,可望透過其特殊結構,讓感光元件感光能力比起傳統CMOS或CCD要好上1,000倍,而且損耗的能源也僅需原本的1/10。這個感度幾乎提升到爆表的最新感光元件技術,根據資料,實際上還真的厲害到超出人眼可視的中紅外線范圍。與許多新的感光元件技術相同,這項技術初期將率先被應用在監視器與衛星影像領域之中。但研究也指出,此技術終將應用在一般的數碼相機 / 攝影機之上,假若真的進入消費領域以石墨烯打造的最新感光元件,還可能製造成本壓到現今的1/5低。
壓力山笑
『玖』 目前石墨烯應用
石墨烯的應用---石墨烯電池
在電池生產中石墨烯可直接作為正負極材料,或是作為導電添加劑添加到正負極材料中,還有是作為塗層提高電池功率特性。充電和續駛里程問題一直困擾著新能源汽車,這是因為鉛酸電池和傳統鋰電池的發展遭遇「瓶頸」,而石墨烯電池有望在此取得突破。在不久前舉行的上海車展上,有車企推出了一款石墨烯鈦酸鋰電池,可以實現10~15分鍾快速充電,可持續充放電超過4萬次,油電綜合續駛里程可達1000千米以上。
2. 石墨烯的應用---石墨烯集成電路
由於具備超高電子傳輸能力和良好的導熱能力,石墨烯被認為會取代現在廣泛使用的硅而成為下一代集成電路的根基。2010年,美國一個研究團隊製成了首塊基於石墨烯的晶體管,並將其整合進一塊完整的集成電路中。2016年,中國科學家研製出首隻低雜訊放大單片集成電路。
3. 石墨烯的應用---石墨烯觸摸屏
智能手機最關鍵的部件是有一塊既能導電又非常透明的觸摸屏,而石墨烯的良好的柔韌性、導電性和光學透明性完全能滿足這一需求,比目前的透明電極材料氧化銦錫(ITO)更完美。韓國研究人員已製造出由多層石墨烯和聚酯片基底組成的透明可彎曲的顯示屏,用這種方法還可製造基於石墨烯的太陽能電池、觸摸感測器、平板顯示器、有機發光二極體等。
4. 石墨烯的應用---石墨烯存儲器
英國、韓國的研究人員還在致力開發基於氧化石墨烯的可彎曲、透明的存儲系統。基於石墨烯的新型存儲材料成本低、功耗小、重量輕、體積小、存儲密度高,可以三維堆積。例如,英國開發的這款石墨烯二氧化鈦存儲只有50 納米長、8 納米厚,寫入和讀取速度僅需5 納秒。隨著基於石墨烯的觸屏、內存等電子器件不斷開發,未來可彎曲、全透明的智能手機將成為現實。
5. 石墨烯的應用---石墨烯超級材料
美國研究人員把柔軟的石墨變成了強勁的「鋼筋」,過程是把單層二維結構的石墨烯變成具有三維結構的石墨烯泡沫狀材料,再用機械性能較強和高導電性的碳納米管來強化該材料,從而製成「鋼筋石墨烯」。中國研究人員利用細小的管狀石墨烯構成一個擁有蜂窩狀結構的泡沫材料,它像氣球一樣輕卻像金屬一樣堅固,未來可以用其製造防彈衣、坦克裝甲等。
6. 石墨烯的應用---癌症早期診斷
中國科學家首次發現石墨烯有助於癌症早期診斷。在機體出現異常情況時,核酸分子生物標志物cmocroRNA在血清、尿液以及唾液中含量也會隨之改變,但一般檢測方法難以捕捉到,而藉助石墨烯的強吸附性,可使檢測的靈敏度大大提高。通過對捕捉到的cmocroRNA進行綜合性分析,即可得出機體是否出現癌變,以及是哪種癌症,對於各類癌症的早期診斷、治療具有重要意義。
7. 石墨烯的應用---石墨烯「人工喉」
人的喉嚨僅能發出聲音而無法感知聲音。如果能有一種材料可以同時感知聲音、發出聲音,並且具有柔性,用其製成「人工喉」,就能解決像霍金那樣的肌肉萎縮患者,甚至聾啞人的說話難題。最近,中國研究人員就利用多孔石墨烯材料研發出這種集成聲學器件,它通過熱聲效應發出聲音,通過壓阻效應接收聲音信號。
8. 石墨烯的應用---石墨烯燈泡
現在傳統的白熾燈泡已逐步被白光LED所取代,雖然LED照明功耗低、效果好,但價格高,且製作時需要稀土元素作為原材料。在英國,科學家研製出全新的石墨烯燈泡,擁有比LED燈泡更堅固的結構和更低廉的價格,可讓燈泡使用時間延長,進一步減少10%的能源消耗。
9. 石墨烯的應用---海水淡化濾膜
目前的海水淡化方法需要消耗大量能源,成本高,還會對環境產生負面影響。英國研究人員正在研究以相對廉價的石墨烯氧化物濾膜來進行海水淡化。這是一種可讓水分子通過而鹽離子濾出的選透性薄膜,不需要高溫和高壓,因而是一種低成本的海水淡化替代方案。
10. 石墨烯的應用---石墨烯除污海綿
科學家利用石墨烯「海綿體」超高的比表面積,對有毒有害物質進行吸附,吸附量可達自重的上百倍,吸附之後經過處理還可循環使用。中國科學家在普通海綿表面均勻地包裹上石墨烯塗層,利用其導電、疏水、親油特性,吸附海面上泄漏的浮油。
11.石墨烯的應用---防銹
由於石墨烯不會溶於水,因此可以混合聚合物用於防銹塗層。石墨烯不溶於水加上超高導電性,如果與鋼結合的話,就可以防止鋼接觸到水並緩解氧化鐵的電化學反應。之前就有一位化學家做了實驗,將噴了此塗層的鋼浸泡在鹽水中,一個月後鋼的表面沒有任何銹跡出現。設想下,如果噴在汽車上呢,是不是就不怕愛車生銹了!
12.石墨烯的應用---揚聲器
這種揚聲器的發聲原理是石墨烯通過傳輸電流產生的熱能發聲。如果將厚度不足一納米的一層石墨烯放於玻璃以及兩種塑料上(兩種不同類型),然後施加交流電,就能聽到聲音了。這種揚聲器不是通過隔膜振動,而是通過石墨烯運輸電流發聲,最大的優勢就在於薄以及柔韌性,可以做成任何形狀。
13.石墨烯的應用---超級電容
我們都知道電容是可以存儲電能的,比如相機的閃光燈就是依靠它提供能量。但是單位質量的電容所存儲的電能有限,這個時候就要用電池了。然後石墨烯電容可以存儲更多的能量,還可以有更多的充放電次數。完全可以不用電池提供能量了。
14.石墨烯的應用---清理放射性廢棄物
這個就是依靠石墨烯的超強吸附能力了。將石墨烯氧化物微粒與放射性物質相結合,然後聚集成團,這樣就非常便於後期的收集。以後核廢料的清除將變得更安全。
15.石墨烯的應用---柔性電子線路
電腦的運算速度提高50倍。現在的電腦晶元,最重要的材料是硅。而石墨烯比硅具有更好的導電性能,它可以用更少的電力,產生更小的熱量,甚至都可以淘汰掉冷卻風扇,而且速度還可以提高50倍。最近也有很多有關石墨烯代替硅的資訊,從當中我們不難預測,未來五年內很有可能第一批石墨烯處理器將誕生並投入市場。
16.石墨烯的應用---人工肌肉
把一層石墨烯固定在聚合物上,只要有電流通過,就會產生褶皺和伸展。這個用途也是從一個實驗開始想到的。在一個實驗石墨烯柔韌性的實驗上,科學家們把石墨烯固定在准備拉伸的橡膠薄片上,當拉力消失的時候,石墨烯還是穩穩的貼合在薄片上。從這個實驗可以想到,如果是把石墨烯貼合到聚合物上呢?只要給聚合物上有電流通過,就會發生伸縮現象了。這不正是我們人體肌肉的關鍵部分么!
17.石墨烯的應用---探測爆炸物
對於低濃度爆炸物,可用石墨烯泡沫來探測。這個原理主要是由於石墨烯泡沫能夠探測到低濃度的硝酸鹽和氨。只要把這個探測器做成電話卡一樣的大小就可以了。
18.石墨烯的應用---DNA測序
石墨烯泡沫過濾器主要是控制石墨烯空隙的大小。這種方法的優點和缺點很有意思,因為優點和缺點分別是成本低和成本高:現有技術是該新技術的三到五倍,然後用於石墨烯DNA測序的設備,價格高達十幾萬美元。
19.石墨烯的應用---夜視
專業的夜視設備,將有望更輕便,方便攜帶。如果是用石墨烯的底片,並且在此底片上添加硫化鉛晶體,結果就是夜視設備將更靈敏,更具有柔韌性。這樣的話,就可以製造出更薄更方便攜帶的夜視鏡咯!
『拾』 石墨烯的分類和主要應用是什麼
主要分類單層石墨烯(Graphene):指由一層以苯環結構(即六角形蜂巢結構)周期性緊密堆積的碳原子構成的一種二維碳材料。雙層石墨烯(Bilayer or double-layer graphene):指由兩層以苯環結構(即六角形蜂巢結構)周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式(包括AB堆垛,AA堆垛等)堆垛構成的一種二維碳材料。少層石墨烯(Few-layer):指由3-10層以苯環結構(即六角形蜂巢結構)周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式(包括ABC堆垛,ABA堆垛等)堆垛構成的一種二維碳材料。多層石墨烯又叫厚層石墨烯(multi-layer graphene):指厚度在10層以上10nm以下苯環結構(即六角形蜂巢結構)周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式(包括ABC堆垛,ABA堆垛等)堆垛構成的一種二維碳材料。隨著批量化生產以及大尺寸等難題的逐步突破,石墨烯的產業化應用步伐正在加快,基於已有的研究成果,最先實現商業化應用的領域可能會是移動設備、航空航天、新能源電池領域。基礎研究石墨烯對物理學基礎研究有著特殊意義,它使得一些此前只能在理論上進行論證的量子效應可以通過實驗經行驗證。在二維的石墨烯中,電子的質量彷彿是不存在的,這種性質使石墨烯成為了一種罕見的可用於研究相對論量子力學的凝聚態物質——因為無質量的粒子必須以光速運動,從而必須用相對論量子力學來描述,這為理論物理學家們提供了一個嶄新的研究方向:一些原來需要在巨型粒子加速器中進行的試驗,可以在小型實驗室內用石墨烯進行。