國外石墨烯最新應用匯總,最新材料所生產的產品有哪些?

由於石墨烯的發現,研究人員在2010年獲得諾貝爾物理學獎。我們何時能看到世界上最新穎的材料所生產的產品呢?這篇文章或許能給大家撥開迷霧。

1、利用石墨烯膜可以將鹽從海水中分離

地球表面大部分被水所覆蓋,但是由於大量的鹽的存在,使得我們很難將它當做飲用水的來源。為了解決這個問題,曼徹斯特大學的研究人員已經開發出一種可擴展的、孔徑大小均勻的氧化石墨烯薄膜,它可以過濾掉極其微小的鹽顆粒,而不過多影響水的流動。

由於石墨烯膜被淹沒在水中時會變得膨脹起來,它不能過濾掉那些極其微小的普通鹽離子。為此,他們找到一個通過物理方式來控制薄膜在水中膨脹程度的方法。該方法使它們比普通鹽離子的孔徑更小,從而過濾掉不想要的鹽、顆粒和分子。與此同時,這種薄膜仍然允許水流十分順利地通過。

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2、變形或破裂時可變色的石墨烯塗層可檢測裂紋

德國萊布尼茲聚合物研究所研究團隊開發了一種石墨烯塗層,它在變形或破裂時可改變顏色。例如,機翼和其他飛機部件可以產生微小的裂紋,當受到突然的壓力時,可能會導致故障。在這項新的努力中,研究人員已經開發了一種這種材料的塗層,這將使檢查員更容易發現可能導致故障的微小裂紋。

通過使用特殊的沉積方法重疊具有有序和無序特徵的石墨烯納米片(GNP),實現了獨特的“魚鱗”結構。通過精細平行多層膜的機械調諧觀察到可變結構著色。 此外,結合可變結構著色和電氣感測功能的方法,使用幾種顏色來解決“交通燈”中的危險報警和安全性系統,他們為材料故障前的危險等級和微裂紋的早期警告帶來了第一個有價值的步驟。

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3、石墨烯光電晶體管有望用於光學技術

石墨烯是一種薄碳層,可應用於光電方面,研究人員正在努力研發石墨烯光電探測器,這些器件對許多技術都至關重要。然而,由石墨烯製成的典型光電探測器僅僅能小面積感應光,因而也限制了其性能。

目前,研究人員通過將石墨烯與相對質量較大的碳化硅材料相結合,研製出了可被光激活的石墨烯場效應晶體管,因而解決了這個問題。”高性能光電探測器可應用於諸多方面,包括天體物理學高速通信、超靈敏攝像機、感測應用、可穿戴電子設備等。另外石墨烯晶體管陣列會帶來高分辨率成像和顯示。未來研究方向主要包括探索諸如閃爍體、天體物理學成像技術和高能輻射傳感器等。

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4、石墨烯有望促進神經細胞再生

來自愛荷華州立大學的科學家們已經開發出了一種利用噴墨打印機的納米技術,這種技術可以生成多層石墨烯電路。這種技術的最終結果有望將間質幹細胞(形成骨、軟骨和脂肪細胞)轉化為施旺細胞,這種細胞在促進神經細胞的康復中起著多種作用。

根據該團隊的研究結果,可以得出結論:“靈活的石墨烯電極可以適應損傷部位,併為神經細胞再生提供了直接的電刺激,這些結果為體內神經再生鋪平了道路。”

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5、用石墨烯和金去做優良腦探測器

來自韓國的一支研究團隊研發出了更高效的神經電極,可以最大限度地減少組織損傷,還能傳輸清晰的腦信號。通常,電極越小,檢測信號越困難。然而,韓國大邱慶北科技研究院的一個團隊開發出了一種小型,靈活和清晰的腦信號檢測器。

檢測器由記錄大腦信號的電極組成。信號沿著互聯線傳到連接器,將信號傳輸到測量和分析信號的機器上。這些組合的材料增加了探針(探測器)的有效表面積,導電性能和電極強度,同時仍保持柔軟性和與軟組織的相容性。

互聯線由石墨烯和金的混合物製成。石墨烯是柔軟的,金是優良導體。研究人員測試了探針,發現它能清晰讀取大鼠腦信號,比標準的平面金電極好得多。 該探針需要在廣泛商業化之前進行進一步的臨床測試。

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6、可控制電子為開發潛在電子設備提供新契機

科學家第一次在石墨烯中創造出了可調諧的人造原子。研究結果表明,限制用於控制石墨烯電子的技術是可行、可控、可逆的。電子的能量狀態是“可調節的”。這種可調性為研究石墨烯中獨特的物理電子行為開闢了新途徑。此外,它還提供了一種通過使用以石墨烯為主要設備的方法,促進了未來的電子技術,通信和傳感器。

羅格斯大學研究人員領導的團隊開發出了一種技術,可以穩定地保持和控制修改石墨烯中局部的電荷狀態。該小組進一步證明,在外部電場作用下,空位處的準邊界狀態是可調的。捕獲機制可以打開和關閉,從而提供了一種新的範例來控制和引導石墨烯中的電子。

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