石墨烯的五大應用有哪些?
一:芯片上光通訊
“咱們已開發(fā)出世界上最薄的燈泡!”紐約哥倫比亞大學工程學院教授JamesHone說,這種新式的“寬帶”光發(fā)射器能夠整合到芯片上,可為實現(xiàn)薄如原子、可撓曲及通明的顯示器鋪路,還能做到根據(jù)石墨烯的芯片上(On-chip)光通訊。
本年稍早,曼徹斯特大學(ManchesterUniversity)已發(fā)布以石墨烯為基礎(chǔ)開發(fā)的燈泡,該燈泡是將根據(jù)長絲形的發(fā)光二極管(LED)涂覆在石墨烯上,而該大學也宣稱,此可調(diào)燈光的LED燈泡可削減10%的耗電量。芯片上可見光的要害是開發(fā)徹底整合“光子(Photonic)”電路,該電路用于燈泡時,可好像現(xiàn)階段在半導體整合電路的電流。直到現(xiàn)在,研究人員尚未將白熾燈泡放在芯片上,這是由于點燃燈泡所需的溫度,微型金屬導線無法接受。
石墨烯能達到的溫度超過攝氏2,500度,不需要額定擴大就可灼傷肉眼。研究人員也發(fā)現(xiàn)石墨烯在較高溫度下,會變成較差的熱導體,這意味著熱量會在芯片的中心被限制為一個“熱門”。一名研究人員指出,懸浮的石墨烯可被加熱到太陽一半的溫度,且牢靠度比固定在固體基板上的石墨烯高1,000倍。
二:石墨烯接觸屏
這應該是石墨烯呼聲最高的應用。智能手機最要害的一部分就是有一塊既能導電又非常通明的接觸屏。剛好,這正是石墨烯的特性!而且石墨烯的強度和柔韌性,都比目前的通明電極資料氧化銦錫(ITO)要更好。
早在2010年,韓國成均館大學和三星公司的研究人員,就制作出由多層石墨烯和聚酯片基底組成的通明可曲折顯示屏。其時,論文通訊作者、成均館大學教授洪秉就提出,他們的辦法可用于制作根據(jù)石墨烯的太陽能電池、接觸傳感器和平板顯示器。但他其時也承認,大規(guī)模制作和商業(yè)化還為時尚早。
不過,五年來的開展,也出乎他的預料。在10月底在青島舉行的石墨烯立異大會上,洪秉熙介紹說,石墨烯通明電極已經(jīng)廣泛地應用于各種各樣的柔性光電器材,包含接觸屏傳感器、有機發(fā)光二極管(OLED)和有機光伏器材。
三:超導體
加拿大英屬哥倫比亞大學(UBC)的研究人員,透過摻雜鋰后再使其冷卻至5.9度絕對溫度(Kelvin)。但這還僅僅個開始,由于UBC教授AndreaDamascelli希望使用與先前相同的辦法,加上他自已的一點隱秘配方,從而讓摻雜的石墨烯達到更高的臨界溫度(Tc;即變成超導體)。 Damasdcelli已經(jīng)在石墨烯原子單層中實驗過各種摻雜物了,他并測量這種可吸附的原子是否在表面上擴散,以及附著于石墨烯晶格中。
下一步,Damasdcelli的研究小組以及在全球的其他同事們將共同為摻雜的石墨烯資料調(diào)整參數(shù),希望最終能在正常的大氣壓力與室溫下實現(xiàn)超導體,或至少是在可輕松實現(xiàn)商用產(chǎn)品的溫度條件下,例如液態(tài)氮的溫度——77度絕對溫度,可望較易于在設備中進行保護。
四:即熱功用
不能小瞧石墨烯的加熱功用?!坝煤苄‰娏?、很低功率就能夠熱起來,只有石墨烯和碳納米管能夠做到,這樣用一塊手機電池就能夠驅(qū)動。因而,軍用、救生用加熱衣服是正在開發(fā)的一種產(chǎn)品。其他產(chǎn)品還包含使用石墨烯復合資料的防彈資料和涂料,使用石墨烯薄膜的便攜式水處理設備,以及儲能電池的改性。
五:太陽能電池
在麻省理工學院的一份學術(shù)報告中指出,石墨烯已經(jīng)被視為用于打造第三代太陽能電池的最佳備選資料之一。很巧的是,蘋果公司2013年提交了一份專利請求,請求內(nèi)容正是關(guān)于在一些設備中搭載太陽能電池的解決方案?!笆┙艹龅碾妼阅芎屯腹庑阅?,使它在通明電導電極方面有非常好的應用遠景?!笔┨柲芗夹g(shù)的光電轉(zhuǎn)換效率高達60%,是現(xiàn)有多晶硅太陽能技術(shù)的2倍。當前市面上的太陽能電池板根本為多晶硅,其光電轉(zhuǎn)換率為30%左右。
與多晶硅不同的是,石墨烯能夠作為納米涂層,涂于設備表面,以取得光電轉(zhuǎn)換的才能。一起也能夠制成柔性、通明的光伏電池板。因而,未來具備太陽能電源的設備將更為細巧和美觀,一起能夠不受太陽能電池板自身的影響而改動產(chǎn)品設計。另外,石墨烯可作為柔性能量存儲,將來用于柔性可穿戴設備,柔性智能設備。