Grafeenisovellukset

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 1. helmikuuta 2020 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 18 muokkausta .

Grafeenin käyttö on tutkimuksen ja kehityksen alkuvaiheessa. Tulevaisuudessa grafeenielektroniikkaa pidetään grafeenin pääsovelluksena. Kaistavälin puuttuminen antaa meille mahdollisuuden pitää grafeenia ihanteellisena materiaalina infrapunavalon ja terahertsisäteilyn havaitsemiseen.

Optiikka

Vuonna 2011 Science -lehdessä julkaistiin artikkeli [1] , jossa ehdotettiin kaaviota kaksiulotteisesta metamateriaalista, joka perustuu grafeeniin (sillä voi olla kysyntää optiikassa ja elektroniikassa).

Akut

Vuonna 2013 Physical Problems -instituutista löydettiin Box Graphene Nanostructure (CGNS) [2] , joka on monikerroksinen järjestelmä rinnakkaisista ontoista nanokanavista, joiden poikkileikkaus on nelikulmainen pintaa pitkin. Nanokanavien seinämien/pintojen paksuus on noin 1 nm. Nanokanavien poikittaismitat ovat noin 25 nm. Nanokanavien pituus on useita satoja nanometrejä. KGNS:ää voidaan käyttää perustana luotaessa ultraherkkiä antureita , korkean suorituskyvyn katalyyttikennoja, nanokanavia manipulointia varten - DNA - sekvensointi , tehokkaat lämpöä poistavat pinnat, parannetun suorituskyvyn omaavat paristot , nanomekaaniset resonaattorit , elektronien moninkertaistuskanavat emissio- nanoelektroniikkalaitteissa , korkeat -kapasiteetti sorbentit turvalliseen vedyn varastointiin .

Lääketiede

Vuonna 2014 Massachusetts Institute of Technologyn tutkijat kehittivät teknologian, jonka avulla grafeenilevyihin voidaan tehdä halkaisijaltaan tietynkokoisia reikiä ja saada erittäin hienoja suodattimia korkeatasoiseen suolanpoistoon ja vedenpuhdistukseen [3] . Helmikuussa 2018 Australian Science and Applied Research Association (CSIRO) ehdotti halpaa tapaa massaa ja edullisesti tuottaa sopivia grafeenilevyjä. CSIRO:n edustajien mukaan kehitetty tekniikka mahdollistaa kalliiden ja monivaiheisten vedenpuhdistusmenetelmien luopumisen ja voi johtaa läpimurtoon juomaveden puuteongelman ratkaisemisessa [4] .

Lääketieteellisessä tutkimuksessa grafeeni on osoittanut syöpää estäviä ominaisuuksia. Michael Lisantin johtama Manchesterin yliopiston tutkijaryhmä julkaisi Oncotarget-lehdessä artikkelin siitä, kuinka grafeenioksidi kohdistuu selektiivisesti syöpäkantasoluihin [5] . Tutkimuksen aikana tutkijat arvioivat grafeenin vaikutuksia kuuteen eri syöpätyyppiin: rinta-, keuhko-, haima-, eturauhas-, munasarja- ja aivosyöpään. Kaikissa tapauksissa saatiin positiivinen tulos. Oletetaan, että grafeeni voi olla tehokas monenlaisissa kasvaimissa.

Elektroniikka

Grafeenin lämpösähköinen vaikutus ylittää resistiivisen ohmisen lämmityksen , mikä mahdollistaa tulevaisuudessa siihen perustuvien piirien luomisen, jotka eivät vaadi jäähdytystä [6] [7] .

Termosähköinen vaikutus lisää merkittävästi grafeenia käyttävien puolijohteisten aurinkokennojen tehokkuutta. Grafeenin lisääminen moniin rakennemateriaaleihin lisää niiden lujuutta ja kulutuskestävyyttä. Siten betonin ominaisuudet 0,05 % grafeenin lisäyksen jälkeen paranevat lujuuden lisääntymisen ansiosta. [kahdeksan]

Grafeenilla seostettuja muovilevyjä käytetään lämmönpoistoon [9] litteissä ja kevyissä matkapuhelimissa, joissa ne siirtävät lämpöä pois akusta [10] [11] .

Muistiinpanot

  1. ↑ Esitetään kaksiulotteisen grafeenipohjaisen metamateriaalin kaavio
  2. ↑ RV Lapshin (2016). "STM-havainto laatikon muotoisesta grafeenin nanorakenteesta ilmestyi pyrolyyttisen grafiitin mekaanisen pilkkomisen jälkeen" (PDF) . Sovellettu pintatiede _ ]. Alankomaat: Elsevier BV 360 : 451-460. arXiv : 1611.04379 . Bibcode : 2016ApSS..360..451L . DOI : 10.1016/j.apsusc.2015.09.222 . ISSN  0169-4332 .(Siellä on käännös venäjäksi ).
  3. ↑ David L. Chandler. Kuinka luoda selektiivisiä reikiä grafeeniin .  MIT:ssä kehitetty uusi tekniikka tuottaa erittäin selektiivisiä suodatinmateriaaleja , mikä voi johtaa tehokkaampaan suolanpoistoon . MIT News Office (25. helmikuuta 2014) . Käyttöönottopäivä: 6.4.2018.
  4. ↑ Australiassa he loivat teknologian veden suodattamiseen ja suolanpoistoon grafeenia käyttäen . NEWSru.com (15. helmikuuta 2018). Käyttöönottopäivä: 16.2.2018.
  5. ↑ Catharine Paddock PhD. Grafeeni osoittaa syöpää ehkäisevää  potentiaalia . Lääketieteelliset uutiset tänään (26. helmikuuta 2015). Haettu: 23. maaliskuuta 2015.
  6. ↑ Grafeenimikropiirit voivat viilentää itseään Arkistokopio 16. lokakuuta 2017 Wayback Machinessa
  7. ↑ Itsejäähtymistä havaittu grafeenielektroniikassa | Uutistoimisto | Illinoisin yliopisto (linkki ei saatavilla) . Haettu 12. lokakuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 18. elokuuta 2015. 
  8. ↑ Jevgeni Ametistov Grafeeni muuttaa kaiken // Asiantuntija , 2021, nro 21. - s. 55-57
  9. ↑ Ainutlaatuinen aine ja sen sovellukset - Nauka - Kommersant
  10. ↑ Grafeenilla täytetty korkean lämmönjohtavuuden muoveja - Digital Journal
  11. ↑ https://www.researchgate.net/publication/345416166_Graphene_film_for_thermal_management_A_review

Kirjallisuus