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石墨烯的潜在应用

作者: 来源: 日期:2017-4-24 16:58:35 人气:900
1、石墨烯有抗菌物质:中科院上海分院某位科学家发现石墨烯氧化物对于抑制大肠杆菌的生长超级有效,而且不会伤害到人体细胞。假若石墨烯氧化物对其他细菌也具有抗菌性,则可能找到一系列新的应用,像自动除去气味的鞋子,对有害菌导致的便秘进行快速消除,或保存食品新鲜的包装。这可是与我们的生活密切相关的哦。
2、石墨烯能够淡化海水:研究表明,石墨烯过滤器可能大幅度的胜过其他的海水淡化技术。如果能够与水分子分解发电技术结合,水、电就会成为非常廉价的产品,人类就不会为缺水、停电烦恼。
3、石墨烯能够作为太阳能电池:南加州大学维特比工程学院的实验室报告高度透明的石墨烯薄膜的化学气相沉积法在2008年的大规模生产。在这个过程中,研究人员创建超薄的石墨烯片,方法是在甲烷气体中的镍板上,由首先沉积的碳原子形成石墨烯薄膜的形式。然后,他们在石墨烯层之上铺下一层热塑性保护层,并且在酸浴中溶解掉下面的镍。在最后的步骤中,他们把塑料保护的石墨烯附着到一个非常灵活的聚合物片材,它可以被纳入一个有机太阳能电池 (OPV电池, 石墨烯光伏电池)。石墨烯/聚合物片材已被生产,大小范围在150平方厘米,和可以用来生产灵活的有机太阳能电池 (OPV电池)。这可能最终有可能运行能覆盖广泛的地区的廉价太阳能电池,就像报纸印刷机的印刷报纸一样。
4、石墨烯具备作为优秀的集成电路电子器件的理想性质。石墨烯具有高的载流子迁移率(carrier mobility),以及低噪声,允许它被用作在场效应晶体管的通道。问题是单层的石墨烯制造困难,更难作出适当的基板。
根据2010年1月的一份报告中,对SiC外延生长石墨烯的数量和质量适合大规模生产的集成电路。在高温下,在这些样品中的量子霍尔效应可以被测量。另请参阅IBM在2010年的工作的晶体管一节中,速度快的晶体管'处理器'制造了2-英寸 (51-毫米) 的石墨烯薄片。然而在2011年6月,IBM的研究人员宣布,他们已经成功地创造了第一个石墨烯为基础的集成电路-宽带无线混频器。[64] 电路处理频率高达10 GHz,其性能不受温度可高达127摄氏度的影响。
5、石墨烯可以用于超级电容器的导电电极,因石墨烯具有特高的表面面积对质量比例。科学家认为这种超级电容器的储存能量密度会大于现有的电容器。
6、石墨烯生物器件。由于石墨烯的可修改化学功能、大接触面积、原子尺吋厚度、分子闸极结构等等特色,应用于细菌侦测与诊断器件,石墨烯是个很优良的选择。
科学家希望能够发展出一种快速与便宜的快速电子DNA定序科技。它们认为石墨烯是一种具有这潜能的材料。基本而言,他们想要用石墨烯制成一个尺寸大约为DNA宽度的纳米洞,让DNA分子游过这纳米洞。由于DNA的四个碱基(A、 C、 G、T)会对于石墨烯的电导率有不同的影响,只要测量DNA分子通过时产生的微小电压差异,就可以知道到底是哪一个碱基正在游过纳米洞。这样,就可以达成目的。
7、作为导热材料或者热界面材料。2011年, 美国佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)学者首先报道了垂直排列官能化多层石墨烯三维立体结构在热界面材料中的应用及其超高等效热导率和超低界面热阻。
8、单分子气体侦测。石墨烯独特的二维结构使它在传感器领域具有光明的应用前景。巨大的表面积使它对周围的环境非常敏感。即使是一个气体分子吸附或释放都可以检测到。这类检测目前可以分为直接检测和间接检测。通过穿透式电子显微镜可以直接观测到单原子的吸附和释放过程。通过测量霍尔效应方法可以间接检测单原子的吸附和释放过程。当一个气体分子被吸附于石墨烯表面时,吸附位置会发生电阻的局域变化。当然,这种效应也会发生于别种物质,但石墨烯具有高电导率和低噪声的优良品质,能够侦测这微小的电阻变化
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