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盘点石墨烯的十二种靠谱应用 LED灯泡列在其中

2015-12-10 作者: 来源:EDN China 浏览量: 网友评论: 0

摘要: 石墨烯可谓是2015年最具逼格的词汇,爱学习的胡安搜罗了今年所有关于石墨烯的新闻,想总结下石墨烯都能干些嘛(请读四声)?好,我发现,除了不能吃、不能喝、不耐热外,似乎石墨烯是个全能儿?就连各种展会上也能碰到一些零售的石墨烯内衣、石墨烯护腰——这这这,简直是在降低我们石墨烯高大上的形象啊。

  应用七:3D成像更精确

  劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)的研究人员使用单层石墨烯作为一个清晰类透镜盖(Lens-likeCap)—称为石墨烯电池液(GLC)—为单个胶状纳米粒子的原子创造新的成像系统。

  这个过程将大大简化反复试验原子级(Atomic-scale)工程学的设计和重新设计过程。

  大多数电子产业使用的纳米粒子都存在于流体溶液中,且也被允许可处于干燥状态。常用的透射电子显微镜(TEM)可在纳米粒子干燥后为其成像,但是干燥的流体往往会扭曲纳米粒子的结构,而校正结构的过程通常相当复杂,一个设计完成在之前,须经过反复多次的试验。

  OK,石墨烯可作为敏感纳米粒子的保护层。

  Ercius的团队第一次使用的新技术,他们称之为“SINGLE”—由石墨烯电池液电子显微镜鉴定的纳米粒子结构—可在计算机中显示3D模型,目的在于设计可以组合在一起的“积木”,以形成更大的特定电子和物理特性架构,满足现今许多产业需求。

  在LBNL,Ercius的下一步将使用更快的每秒400帧的摄影镜头,以更精确的构造出TR3D模型,精准度可超越他们现在拥有的2纳米精准度设备。

  应用八:超导体

  加拿大英属哥伦比亚大学(UBC)的研究人员,透过掺杂锂后再使其冷却至5.9度绝对温度(Kelvin)。

  但这还只是个开始,因为UBC教授AndreaDamascelli希望使用与先前相同的方法,加上他自已的一点秘密配方,从而让掺杂的石墨烯达到更高的临界温度(Tc;即变成超导体)。

  Damasdcelli已经在石墨烯原子单层中试验过各种掺杂物了,他并测量这种可吸附的原子是否在表面上扩散,以及附着于石墨烯晶格中。

  下一步,Damasdcelli的研究小组以及在全球的其他同事们将共同为掺杂的石墨烯材料调整参数,希望最终能在正常的大气压力与室温下实现超导体,或至少是在可轻松实现商用产品的温度条件下,例如液态氮的温度——77度绝对温度,可望较易于在设备中进行维护。

  应用九:即热功能

  不能小瞧石墨烯的加热功能。

  “用很小电流、很低功率就可以热起来,只有石墨烯和碳纳米管可以做到,这样用一块手机电池就可以驱动。”

  因此,军用、救生用加热衣服是正在开发的一种产品。

  其他产品还包括利用石墨烯复合材料的防弹材料和涂料,利用石墨烯薄膜的便携式水处理设备,以及储能电池的改性。

  应用十:太阳能电池

  在麻省理工学院的一份学术报告中指出,石墨烯已经被视为用于打造第三代太阳能电池的最佳备选材料之一。

  很巧的是,苹果公司2013年提交了一份专利申请,申请内容正是关于在一些设备中搭载太阳能电池的解决方案。

  “石墨烯良好的电导性能和透光性能,使它在透明电导电极方面有非常好的应用前景。”


  石墨烯太阳能技术的光电转换效率高达60%,是现有多晶硅太阳能技术的2倍。当前市面上的太阳能电池板基本为多晶硅,其光电转换率为30%左右。

  与多晶硅不同的是,石墨烯可以作为纳米涂层,涂于设备表面,以获得光电转换的能力。同时也可以制成柔性、透明的光伏电池板。因此,未来具备太阳能电源的设备将更为小巧和美观,同时可以不受太阳能电池板本身的影响而改变产品设计。

  另外,石墨烯可作为柔性能量存储,将来用于柔性可穿戴设备,柔性智能设备。

  应用十一:观察大脑活动

  根据最近一篇刊载在Phys.org上的文章指出,“神经信号的电气监控和刺激是研究脑功能的一种唯一可以依靠的技术,而使用光子(photons)而非电子的新兴光学技术为神经网络结构的可视化及大脑功能的探索,开启了新的契机。

  看明白了吧,电气和光学技术具有明显的互补优势,如果能一起使用,就太好了,但难点是:传统金属电极技术太厚了,一般大于500nm,光无法穿透!

  ——OK,石墨烯有弹性,又柔软,导电性能又良好,而且无毒,正好!

  该技术的应用包括神经系统、心脏监护,甚至是隐形眼镜(contactlens)。

   由DARPA的RE-NET计划所资助开发的新的石墨烯传感器技术是可以导电的,且只有4个原子厚,比目前的触点薄数百倍(上中)。这种极薄的厚度使几乎所有的光可以穿越很宽范围的波长。放置在一块与组织形状相符的柔性塑料里衬上之传感器(下方)是概念验证工具的一部分,它展示出了更小、更具透光性的触点,且可同时使用电气和光学方法来对神经组织进行测量与刺激(右上)。数据源:DARPA。

  应用十二:储氢材料&药物载体

  石墨烯的气体吸附特性,也让其成为新型储氢材料,可以在室温、安全压力下快速可逆地吸放氢气,较高的热稳定性。

  石墨烯独特的二维层状结构和良好的生物相容性,使其能很好地作为药物载体。科学家将石墨烯与抗肿瘤药物反应制得复合物,可在人体内缓慢释放药物,而且药物的负载量远远高于传统的药物载体。


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