石墨烯的應(yīng)用

時(shí)間：2019-02-19作者：東莞市恒升防靜電用品有限公司瀏覽：217

    隨著石墨烯批量化生產(chǎn)以及大尺寸等難題的逐步突破，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用步伐正在加快，基于已有的研究成果，較先實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的領(lǐng)域可能會是移動(dòng)設(shè)備、航空航天、新能源電池領(lǐng)域。

基礎(chǔ)研究

石墨烯對物理學(xué)基礎(chǔ)研究有著特殊意義，它使得一些此前只能在理論上進(jìn)行論證的**效應(yīng)可以通過實(shí)驗(yàn)經(jīng)行驗(yàn)證。在二維的石墨烯中，電子的質(zhì)量仿佛是不存在的，這種性質(zhì)使石墨烯成為了一種**的可用于研究相對論**力學(xué)的凝聚態(tài)物質(zhì)——因?yàn)闊o質(zhì)量的粒子必須以光速運(yùn)動(dòng)，從而必須用相對論**力學(xué)來描述，這為理論物理學(xué)家們提供了一個(gè)嶄新的研究方向：一些原來需要在巨型粒子加速器中進(jìn)行的試驗(yàn)，如今可以在小型實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用石墨烯進(jìn)行。

石墨烯還具有所謂的**霍爾效應(yīng)，這種諾貝爾獎(jiǎng)量級的重要效應(yīng)以往是要在較低溫下才能顯現(xiàn)的，石墨烯卻能將它帶到室溫下。

面狀發(fā)熱材料

石墨烯發(fā)熱原理是基于單層石墨烯的特性，首先石墨烯是目前為止導(dǎo)熱系數(shù)較高的材料，具有非常好的熱傳導(dǎo)性能。其次，石墨烯在室溫下載流子（導(dǎo)電離子）為15000cm/(v.s），這一數(shù)值**出硅材料的十倍，是目前已知載流子遷移率較高的物質(zhì)銻化銦(InSb)的兩倍以上，與很多材料不一樣，石墨烯的電子遷移率受溫度變化的影響較小。恒升石墨烯柔性發(fā)熱膜在使用的過程中，通過電池充電之后便會迅速發(fā)熱。

石墨烯發(fā)熱膜

  恒升導(dǎo)電電熱碳膜采用進(jìn)口高分子**導(dǎo)納米碳黑、固化劑、助劑等混合聚乙烯經(jīng)特殊工藝制作，體積電阻可在10^2Ω·cm至10^4Ω·cm之間調(diào)整。此種膜材電阻值均勻穩(wěn)定，表面光滑平整，撓性好，柔軟可任意曲折，耐磨性能優(yōu)良，具有良好的加工性能等優(yōu)點(diǎn)。另外相對于金屬導(dǎo)體產(chǎn)品，較有不生銹、不電蝕、柔韌性好等優(yōu)點(diǎn)。

在各種面式供暖系統(tǒng)或產(chǎn)品中，恒升電熱膜為發(fā)熱體，將熱量以輻射的形式送入空間，使人體和物體首先得到溫暖，其綜合效果**傳統(tǒng)的對流供暖方式。電熱膜為純電阻電路，故其轉(zhuǎn)換效率高，除一小部分損失（2%），絕大部分（98%）被轉(zhuǎn)化成熱能。另外電熱膜的發(fā)熱主要以輻射的方式散發(fā)熱量，屬低溫輻射，具有透射性，波長為8.97微米，是一種對人體健康有益的紅外線，被科學(xué)家稱為“生命光波”。它可以迅速被人體吸收，使微血管擴(kuò)張，促進(jìn)血液循環(huán)和新陳代謝，增強(qiáng)人體*力，對健康十分有益。

晶體管

石墨烯可以用來制作晶體管，由于石墨烯結(jié)構(gòu)的高度穩(wěn)定性，這種晶體管在接近單個(gè)原子的尺度上依然能穩(wěn)定地工作。相比之下，目前勇挑大梁的以硅為材料的晶體管在10nm左右的尺度上就會失去穩(wěn)定性；石墨烯中電子對外場的反應(yīng)速度**快這一特點(diǎn)，又使得由它制成的晶體管可以達(dá)到較高的工作頻率。例如IBM公司在2010年2月就已宣布將石墨烯晶體管的工作頻率提高到了100GHz，**過同等尺度的硅晶體管。

柔性顯示屏

消費(fèi)電子展上可彎曲屏幕備受矚目，成為未來移動(dòng)設(shè)備顯示屏的發(fā)展趨勢柔性顯示屏。柔性顯示未來市場廣闊，作為基礎(chǔ)材料的石墨烯前景也被看好。韓國研究人員**制造出了又多層石墨烯和玻璃纖維聚酯片基底組成的柔性透明顯示屏。韓國三星公司和成均館大學(xué)的研究人員在一個(gè)63cm寬的柔性透明玻璃纖維聚酯板上，制造出了一塊電視機(jī)大小的純石墨烯。他們表示，這是迄今為止“塊頭”較大的石墨烯塊。隨后，他們用該石墨烯塊制造出了一塊柔性觸摸屏。研究人員表示，從理論上來講，人們可以卷起智能手機(jī)，然后像鉛筆一樣將其別在而后。

新能源電池

新能源電池也是石墨烯較早商用的一大重要領(lǐng)域。美國麻省理工學(xué)院已成功研制出表面附有石墨烯納米涂層的柔性光伏電池板，可較大降低制造透明可變形太陽能電池的成本，這種電池有可能在夜視鏡、相機(jī)等小型數(shù)碼設(shè)備中應(yīng)用。另外，石墨烯**級電池的成功研發(fā)，也解決了新能源汽車電池的容量不足以及充電時(shí)間長的問題，較大加速了新能源電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這一系列的研究成果為石墨烯在新能源電池行業(yè)的應(yīng)用鋪就了道路。

航空航天

由于高導(dǎo)電性、高強(qiáng)度、**輕薄等特性，石墨烯在航天**領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢也是較為**的。前不久美國NASA開發(fā)出應(yīng)用于航天領(lǐng)域的石墨烯傳感器，就能很好的對地球高空大氣層的微量元素、航天器上的結(jié)構(gòu)性缺陷等進(jìn)行檢測。而石墨烯在**輕型飛機(jī)材料等潛在應(yīng)用上也將發(fā)揮較重要的作用。 

感光元件

2013年，新加坡南洋理工大學(xué)學(xué)者，研發(fā)出了一個(gè)以石墨烯作為感光元件材質(zhì)的新型感光元件，可望透過特殊結(jié)構(gòu)，讓感光能力比現(xiàn)有CMOS或CCD提高上千倍，而且損耗的能源也僅需原本10%。

這項(xiàng)技術(shù)將被應(yīng)用在監(jiān)視器與衛(wèi)星成像領(lǐng)域中，不久的將來可以應(yīng)用于照相機(jī)、智能手機(jī)等。 

復(fù)合材料

基于石墨烯的復(fù)合材料是石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域中的重要研究方向， 其在能量儲存、液晶器件、電子器件、生物材料、傳感材料和催化劑載體等領(lǐng)域展現(xiàn)出了優(yōu)良性能， 具有廣闊的應(yīng)用前景。目前石墨烯復(fù)合材料的研究主要集中在石墨烯聚合物復(fù)合材料和石墨烯基無機(jī)納米復(fù)合材料上，而隨著對石墨烯研究的深入， 石墨烯增強(qiáng)體在塊體金屬基復(fù)合材料中的應(yīng)用也越來越受到人們的重視。











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