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今天,銀燕就目前石墨烯材料的應用及前景及其生產設備做簡單介紹。
石墨烯(Graphene)是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性,在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景,被認為是一種未來革命性的材料。
主要應用
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。基于已有的研究成果,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。
(1) 傳感器
石墨烯可以做成化學傳感器,這個過程主要是通過石墨烯的表面吸附性能來完成的。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傳感器的理想材料,石墨烯制成的傳感器在醫學上檢測多巴胺、葡萄糖等具有良好的靈敏性。
(2) 晶體管
石墨烯可以用來制作晶體管。由于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。
(3) 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。
(4) 新能源電池
新能源電池也是石墨烯商用的一大重要領域。
(5) 海水淡化
石墨烯過濾器比其他海水淡化技術要使用的多。
(6) 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候選者。
(7) 航空航天
由于高導電性、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。
(8) 感光元件
以石墨烯作為感光元件材質的新型感光元件,可透過其特殊結構,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,可以應用于照相機、智能手機等。
(9) 復合材料
基于石墨烯的復合材料是石墨烯應用領域中的重要研究方向, 其在能量儲存、液晶器件、電子器件、生物材料、傳感材料和催化劑載體等領域展現出了優良性能, 具有廣闊的應用前景。目前石墨烯復合材料的研究主要集中在石墨烯聚合物復合材料和石墨烯基無機納米復合材料上。而隨著對石墨烯研究的深入, 石墨烯增強體在塊體金屬基復合材料中的應用也越來越受到人們的重視。石墨烯制成的多功能聚合物復合材料、高強度多孔陶瓷材料,增強了復合材料的許多特殊性能。
(10) 生物
石墨烯被用來加速人類骨髓間充質干細胞的成骨分化,同時也被用來制造碳化硅上外延石墨烯的生物傳感器。同時石墨烯可以作為一個神經接口電極,而不會改變或破壞性能,如信號強度或疤痕組織的形成。石墨烯氧化物對于抑制大腸桿菌的生長十分有效,而且不會傷害到人體細胞。
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