石墨烯因其優異的數學特性而被稱為“材料之王”。 具有機械硬度高、導電導熱性能好、吸附力強、延展性好等優點。 它在電池、傳感器、太陽能電池板、電子產品等各個領域具有許多應用潛力。 事實上,石墨烯的性質和制備方法已經被許多科學家和學者反復討論和驗證,石墨烯的應用和產業化還有很長的路要走。
當人們還打算將石墨烯的應用推遲到未來六年時,許多石墨烯產品已經潛入我們的生活。 興達幸福仍以石墨烯新材料及相關產品的開發、應用和產業化為目標。 目前,已實現石墨烯潤滑油、石墨烯涂料、石墨烯汽車輪胎、石墨烯LED等石墨烯相關產品的商業化。 。 未來,隨著石墨烯產值的下降和價格的上漲,石墨烯有望應用于越來越多的領域。
現在讓我們盤點一下我們日常生活中都有哪些石墨烯產品。
1、潤滑油
石墨烯潤滑油具有吸附力強、片狀摩擦力強的特點。 在低溫、高壓、高頻的底盤工作中,產生長度超過幾微米的石墨烯油膜,將金屬之間的摩擦轉變為石墨烯片之間的摩擦,有效地將摩擦系數,減少底盤生銹,提高底盤使用壽命。 石墨烯強大的導熱性和耐溫性,可以及時帶走摩擦和燃燒熱量,長期保持潤滑性能,減少潤滑油的換油周期。 另外,石墨烯薄膜吸附在氣缸表面,提高了氣缸的致密性,幫助氣缸更有力地磨損積炭等污垢,保持氣缸內部清潔,使燃油燃燒得更充分。充分、大幅提高底盤的效率,從而增加燃油消耗。 可以進一步減少廢氣中HC/CO的排放。
2. 油漆
石墨烯憑借其固有的優異性能,為提高油墨的致密性、阻隔性、機械性能和防腐性能帶來了新途徑。 石墨烯可以填充涂層的缺陷,提高涂層的致密性,阻斷晶界表面的腐蝕因素; 石墨烯層在層間具有良好的潤滑作用,可以有效減少涂層的內部撓度,提高涂層的柔韌性。 硬度、抗沖擊、耐磨性; 石墨烯具有高電子遷移率,表現出良好的導電性,為涂層之間提供有效的電物理保護; 石墨烯具有很強的吸附性,使墨水更牢固地吸附在外面的墻壁上,不易破裂。
3. 輪胎
石墨烯質地堅硬,硬度好,可以減少輪胎的腐蝕,防止輪胎被刺破,提高輪胎的使用壽命; 石墨烯本身又薄又薄,減輕了車體重量,從而提高速度,降低油耗; 石墨烯具有很強的導電性。 石墨烯輪胎可以將車上的靜電傳輸到地面,消除靜電的安全隱患;
4. LED
石墨烯LED燈是以石墨烯為基礎的可逆液晶相變材料(RLCR),結合石墨烯的超導熱性能,可以快速將LED燈上形成的熱量散發到外部,減少因點亮時間過長而產生的熱量等。在。 此外,石墨烯透光率高,光效好,比傳統LED燈更節能。
5. 電池
新能源電池是石墨烯首次商業化應用的重要領域。 此前,日本麻省理工學院已成功研發出表面帶有石墨烯納米涂層的柔性光伏電池板,可大幅降低透明可變形太陽能電池板的制造成本。 這些電池可用于夜視鏡、相機和其他大型數碼設備。 設備中的應用程序。 石墨烯超級電池的研制成功,解決了新能源汽車電池容量不足、充電時間長的問題,大大加速了新能源電池產業的發展。 這一系列研究成果為石墨烯在新能源電池行業的應用鋪平了道路。
據悉,一些研究人員否認他們已經制備出由石墨烯和硅制成的鋰離子電池。 電池一次充電可使用一周,僅需 15 分鐘即可充滿電。 華為還發布了基于石墨烯的鋰離子電池的研究,該電池具有更高的耐熱性,壽命是傳統鋰離子電池的兩倍。
6. 傳感器
石墨烯由于其獨特的特性(包括大體積比、獨特的光學特性和出色的熱特性)在傳感應用中得到了極大的開發。 例如,它已應用于獼猴桃糖、膽固醇、血紅蛋白和癌細胞的診斷。 同時,它還可以作為pH傳感器來測量污染物。 基于石墨烯的壓力傳感由于其占地面積小、重量輕,對民航業也非常有吸引力。
石墨烯在空氣或生物液體中不會氧化,通過在石墨烯上應用生物捕獲分子和阻擋層,然后控制石墨烯與生物測試樣品生物傳感液體之間的電流差,可以將石墨烯電路配置為場效應。 在各種類型的石墨烯傳感類型中,生物傳感是第一種可轉移傳感。
7、運動器材
石墨烯基復合材料將有助于生產更強、更輕、更耐用的運動裝備。 Plus 是為自行車輪胎供應石墨烯的先驅。 初步的實驗室輪胎測試表明,石墨烯的添加可以帶來產品性能的飛躍。 在50公里計時賽中,它可以幫助運動員節省40秒,而且石墨烯的應用顯著提高了輪胎的抗刺穿和抗咬性能。
HEAD 宣布推出新系列石墨烯足球拍(系列)。 據說石墨烯的使用有助于使球拍桿既輕又堅固。
8. 晶體管
IBM 的研究可能會導致石墨烯晶體管在不久的將來得到應用。 該晶體管的研發是 IBM 使命的一部分。 日本軍方希望這項研究能夠幫助他們開發高性能無線調頻晶體管。
IBM研究院在專訪中強調,石墨烯在數字計算領域無法完全取代硅,但它們可以相輔相成,以混合電路的形式擴展計算機芯片的性能,而這種混合電路不依賴于更高的開關比。 。 同時他們表示,石墨烯晶體管電路的尺寸理論上是無限的,石墨烯的電力傳輸速度比硅基電路快200倍。
9.超級電容器
超級電容器就像極板和電容器的混合體。 石墨烯超級電容器是一種具有異常高電導率和大比表面積的特種電容器,在能量存儲和釋放過程中比同類產品具有更高的優勢。
研究人員宣布了一種基于 DVD 刻錄機還原生產石墨烯超級電容器的新技術。 此后,該技術已被用于生產堆疊式 3D 超級電容器。 堆疊配置極大地提高了設備??的能量密度,在測試中,這些組件在 12,000 次充放電循環中保持穩定,并保留了 90% 的電容。
10. 醫療
在醫學領域,石墨烯有望用作治療疾病的抗生素遞送平臺,也可能用作組織工程中的增強劑。 而這些在近期不太可能進入市場,推動其商業推廣已成為熱門話題。
組織工程:石墨烯在組織工程中用作增強劑,以提高工程骨組織應用中可生物降解聚合物納米復合材料的機械性能。
生物成像:功能化和表面活性劑分散的石墨烯堿液被設計為血池 MRI 活檢劑。 據報道,摻入石墨烯納米顆粒中的碘和錳可作為多模態 MRI 計算機斷層掃描 (CT) 的活檢劑。
抗生素遞送:莫納什學院( )的研究人員發現石墨烯可以有效吸附癌細胞,這可以導致設計用于疾病診斷和治療的抗生素遞送劑。