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石墨烯的主要应用是什么?

石墨烯的主要应用是什么?

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  • 发布时间:2022-01-04 12:32
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【概要描述】​ 随着大规模生产和大规模问题的逐步突破,石墨烯的工业化应用步伐正在加快。根据现有的研究成果,先实现商业应用的领域可能是移动设备、航空航天和新能源电池。

石墨烯的主要应用是什么?

【概要描述】​ 随着大规模生产和大规模问题的逐步突破,石墨烯的工业化应用步伐正在加快。根据现有的研究成果,先实现商业应用的领域可能是移动设备、航空航天和新能源电池。

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  随着大规模生产和大规模问题的逐步突破,石墨烯的工业化应用步伐正在加快。根据现有的研究成果,先实现商业应用的领域可能是移动设备、航空航天和新能源电池。

  石墨烯对物理学的基础研究具有特殊意义,它使得一些只能在理论上证明的量子效应可以通过实验来验证。在二维石墨烯中,电子的质量似乎不存在。这种特性使石墨烯成为一种罕见的凝聚态物质,可以用来研究相对论量子力学——因为无质量粒子必须以光速运动,所以它们必须用相对论量子力学来描述,这为理论物理学家提供了一个新的研究方向:一些需要在巨型粒子加速器中进行的实验可以在小型实验室中用石墨烯进行。

  零能隙半导体主要是单层石墨烯,这将严重影响气体分子在其表面的作用。石墨烯的氢化和氧化结果表明,单层石墨烯的表面活性比体石墨的表面活性高,表明石墨烯的电子结构可以调节其表面活性。此外气体分子吸附的诱导作用可以改变石墨烯的电子结构,不仅可以改变载流子浓度,还可以掺杂不同的石墨烯。

  1.传感器

  石墨烯可以制成化学传感器。这一过程主要是通过石墨烯的表面吸附性能来完成的。根据一些学者的研究,石墨烯化学检测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比较。石墨烯独特的二维结构使其对周围环境非常敏感。石墨烯是一种理想的电化学生物传感器材料。石墨烯制成的传感器在检测药物中的葡萄糖方面具有良好的灵敏度。

  2.晶体管

  石墨烯可以用来制造晶体管,由于石墨烯结构的高度稳定性,这种晶体管仍然可以在接近单个原子的尺度上稳定工作。相比之下,硅制成的晶体管将在约10纳米的尺度上失去稳定性;由于石墨烯中的电子对外场反应非常快,石墨烯制成的晶体管可以达到非常高的工作频率。

  在消费电子展上,柔性屏幕引起了广泛关注,成为未来移动设备显示的发展趋势。柔性显示器具有广阔的市场前景,石墨烯作为基础材料具有广阔的应用前景。

  3.新能源电池

  新能源电池也是石墨烯很早的重要商业领域之一,麻省理工学院已经成功地开发出表面有石墨烯纳米涂层的柔性光伏板,这可以大大降低制造透明和可变形太阳能电池的成本。这种电池可用于小型数字设备,如夜视镜和照相机。此外,石墨烯超级电池的成功研发也解决了新能源汽车电池容量不足、充电时间长的问题,大大加快了新能源电池产业的发展。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺平了道路。


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