石墨烯的五大應用有哪些?
一:芯片上光通訊
“咱們已開發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”光發射器能夠整合到芯片上,可為實現薄如原子、可撓曲及通明的顯示器鋪路,還能做到根據石墨烯的芯片上(On-chip)光通訊。
本年稍早,曼徹斯特大學(ManchesterUniversity)已發布以石墨烯為基礎開發的燈泡,該燈泡是將根據長絲形的發光二極管(LED)塗覆在石墨烯上,而該大學也宣稱,此可調燈光的LED燈泡可削減10%的耗電量。芯片上可見光的要害是開發徹底整合“光子(Photonic)”電路,該電路用於燈泡時,可好像現階段在半導體整合電路的電流。直到現在,研究人員尚未將白熾燈泡放在芯片上,這是由於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。研究人員也發現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製為一個“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,就製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,他們的辦法可用於製作根據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,大規模製作和商業化還為時尚早。
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廣泛地應用於各種各樣的柔性光電器材,包含接觸屏傳感器、有機發光二極管(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,透過摻雜鋰後再使其冷卻至5.9度絕對溫度(Kelvin)。但這還僅僅個開始,由於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已經在石墨烯原子單層中實驗過各種摻雜物了,他並測量這種可吸附的原子是否在表麵上擴散,以及附著於石墨烯晶格中。
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整參數,希望最終能在正常的大氣壓力與室溫下實現超導體,或至少是在可輕鬆實現商用產品的溫度條件下,例如液態氮的溫度——77度絕對溫度,可望較易於在設備中進行保護。
四:即熱功用
不能小瞧石墨烯的加熱功用。“用很小電流、很低功率就能夠熱起來,隻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動。因而,軍用、救生用加熱衣服是正在開發的一種產品。其他產品還包含使用石墨烯複合資料的防彈資料和塗料,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報告中指出,石墨烯已經被視為用於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,請求內容正是關於在一些設備中搭載太陽能電池的解決方案。“石墨烯傑出的電導性能和透光性能,使它在通明電導電極方麵有非常好的應用遠景。”石墨烯太陽能技術的光電轉換效率高達60%,是現有多晶矽太陽能技術的2倍。當前市麵上的太陽能電池板根本為多晶矽,其光電轉換率為30%左右。
與多晶矽不同的是,石墨烯能夠作為納米塗層,塗於設備表麵,以取得光電轉換的才能。一起也能夠製成柔性、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品設計。另外,石墨烯可作為柔性能量存儲,將來用於柔性可穿戴設備,柔性智能設備。