Was sind die Aussichten für Graphenanwendungen?

Graphen ist ein zweidimensionaler Kristall. Die einzigartige Struktur von Graphen verleiht ihm hervorragende elektrische, mechanische, thermische und optische Eigenschaften. Graphen hat die 100-fache Silizium-Ultrahoch-Trägermobilität, eine Intensität von bis zu 130 gpa, eine gute Flexibilität und fast 20 % der Streckrate, hohe Wärmeleitfähigkeit, spezifische Oberfläche von bis zu 2600 m2 / g und nahezu transparent innerhalb des breiten Bandes der Lichtabsorption beträgt nur 2,3%. Diese hervorragenden physikalischen Eigenschaften ermöglichen es Graphen, große Anwendungsmöglichkeiten in HF-Transistoren, hochempfindlichen Sensoren, flexiblen und transparenten leitfähigen Filmen, hochfesten und hochleitfähigen Verbundwerkstoffen, Hochleistungs-Lithiumionenbatterien und Superkondensatoren zu zeigen.

Obwohl Graphen noch keine großflächige Industrialisierung erreicht hat, der Markt für die Anwendung von Graphen jedoch gut ist, haben die aktuellen Forschungsergebnisse gezeigt, dass Graphen in Zukunft in den folgenden vier Bereichen weit verbreitet sein wird.

1. Feld für elektronische Materialien

Als Elektrodenmaterial, das ein ausgezeichnetes Kathodenmaterial ist, wird angenommen, dass Graphen Siliziumchips ersetzt. Darüber hinaus muss Graphen in flexiblen Bildschirmen, tragbaren Geräten wie Solarladeanwendungen noch im Bereich des Bergbaus eingesetzt werden.

Groß, Manchester, England hat nur 10 bis 40 Atome Dicke von Graphen LED-Bildschirm entwickelt, haben eine dünne, flexible Eigenschaften. Dies bedeutet, dass der Bildschirm des elektronischen Geräts in Zukunft weiter reduziert, flexibler und sogar insgesamt flexibler sein kann.

Graphen im Bereich tragbarer Geräte hat auch einen bestimmten Anwendungsraum. In Irland entwickeln Wissenschaftler beispielsweise flexible tragbare Sensoren auf der Basis von Graphen und stellten fest, dass der Sensor die subtilsten Bewegungen des Benutzers erfassen kann, einschließlich Atmung und Pulsverfolgung. Darüber hinaus kann der Sensor die Stromversorgung realisieren, möglicherweise in Zukunft in intelligenten Kleidungsstücken verwendet werden.

2. Kühlmaterialfelder

Metallmaterialien sind in Kühlanwendungen schwer zu bearbeiten, verbrauchen Energie, Dichte, Leitfähigkeit, leichte Verformung und Abfallrecycling und viele andere Probleme, fast ohne zu viel Platz für Preissenkungen. Und wärmeleitende Graphenkunststoffe wie Nanotechnologieanwendungen in LED-Beleuchtungsprodukten wie Wärmeableitung und die Systemkosten können um mindestens 30% gesenkt werden. Graphen besteht aus Kohlenstoffatomen in einer Einzelchipstruktur aus neuem Nanomaterial, ist in nahezu perfekter Oberflächenatomstruktur zu finden, seine hervorragende Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Wärmeleistung für alle Lebensbereiche sind von großer Hoffnung.

Graphen ist eine zweidimensionale Monoschicht aus Kohlenstoffatomkristallen. Im Vergleich zu 3D-Material kann seine niedrigdimensionale Struktur die Korngrenze an der Grenze der Phononenstreuung erheblich verringern und aufgrund seines speziellen Phononendispersionsmodells. Schnelle Wärmeleitung und thermische Eigenschaften von Graphen haben Graphen gemacht, ausgezeichnetes Wärmeableitungsmaterial kann in Smartphones, Tablets, Hochleistungs-LED-Beleuchtung, Energieeinsparung, Satellitenschaltung, Laserwaffe, Wärmeableitung verwendet werden.

3. Das biomedizinische Feld

Graphen hat hervorragende mechanische Eigenschaften und Biokompatibilität, und seine Verwendung als verstärkender Füllstoff kann die mechanischen Eigenschaften biologischer Materialien erheblich verbessern.

Biosensor ist eine lebenswichtige Forschungsrichtung auf dem Gebiet der analytischen Chemie und der Biomedizin und wurde in der klinischen Diagnose und Behandlung der Krankheitsforschung in großem Umfang eingesetzt. Graphen hat eine schnelle Entwicklung auf dem Gebiet der Biosensoren. Die Analyse des Lebens hat eine wichtige praktische Bedeutung. In der Genomsequenzierungstechnologie sind DNA-Sensoren, die kürzlich erfolgreich entwickelt wurden, eine Art graphenbasierte Klassenfeldeffekttransistorvorrichtungen, die die Rotation der DNA-Struktur und -Position erfassen können. Der Sensor soll die elektrischen Eigenschaften von Graphen nutzen und erfolgreich die Funktion des Nachweises von DNA-Sequenzmikro erreichen.

4. Das militärische Feld

Graphen aus der strategischen Allianz für Technologieinnovationen in der chinesischen Industrie (im Folgenden als Allianz bezeichnet) zur Förderung der Anwendung von Graphen in der Militärindustrie. Am 16. Januar 2015 wird die Eröffnungszeremonie des Gewerkschaftsausschusses für militärische Anwendungen abgehalten.

Unsere Regierung und nationalen Verteidigungskriegsführer und Experten für Graphen in militärischen Anwendungsaussichten auf dem Gebiet der großen Besorgnis. Anfang dieses Jahres wurde in Harbin über das Seminar "Graphene Military Application Technology" über die Abteilung für allgemeine Rüstung, das Büro für Verteidigungsindustrie, die Gruppenleiter der Militärindustrie, Experten sowie Experten und Unternehmer der Graphenindustrie, die Militärindustrie und die Unterstützung von Menschen berichtet Einheitenvertreter diskutieren Graphen in militärischer Anwendungsperspektive.

Aufgrund der hohen Leitfähigkeit, der hohen Zähigkeit, der hohen Festigkeit und der großen spezifischen Oberflächeneigenschaften des Graphens und der Person, die sich im Verlauf des Studiums befindet, ist Graphen in Bereichen wie der Luft- und Raumfahrtverteidigungsindustrie weit verbreitet. Es wird berichtet, dass die Wissenschaftler herausgefunden haben, dass Graphen Weltraumkraft erzeugen kann. Durch die Bewegung unter der Wirkung des Graphens im Lichte der Forschung hat sich gezeigt, dass Graphenmaterialien Lichtenergie in kinetische Energie umwandeln können, es markiert, dass die Graphenmaterialien eine neue Energiequelle werden, die Stromversorgung wird viel höher sein als durch Lichtdruck erzeugt Phänomen der Stromversorgung. In Zukunft kann Graphen für die Erforschung von Planeten wie die Satellitenumlaufbahn verwendet werden, um endlose Energie bereitzustellen.

Fazit

Graphen aufgrund überlegener Eigenschaften wird die Industrie in den nächsten fünf bis zehn Jahren erwartet, die globale Graphenindustrie wird 100 Milliarden US-Dollar überschreiten. Optimisten glauben, dass der Graphenmarkt eine potenzielle Größe von mindestens einer Billion Yuan hat. In Bezug auf die aktuelle Situation ist das größte Hindernis für die Vermarktung von Graphen die Marktnachfrage und der Marktpreis. Lu yao, die künftige Industrialisierung von Graphen benötigt staatliche Unterstützung, und das Forschungs- und Entwicklungspersonal für Innovation glaubt, dass das Graphen durch die gemeinsamen Anstrengungen brillant glänzen wird in mehr Feldern.

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