Günlük arşiv 19 Ocak 2023

Grafen Oksit Özellikleri

Grafen Oksit, kenarlarında ve bazal düzleminde oksijen içeren fonksiyonel gruplar ile süslenmiş, yüksek derecede oksitlenmiş karbon atomlarından oluşan 2 boyutlu bir nano tabakadır. Bu gruplar onun efsanevi çözünürlüğünü sağlar ve onu nanoteknoloji dünyasında benzersiz kılar.

Grafen oksidin özellikleri, yüksek yüzey alanı, işlevselliği ve iki boyutlu (2D) levha benzeri yapısı nedeniyle benzersizdir.

Oldukça oksitlenmiş karbon atomları bal peteği altıgen kafes modelinde düzenlenmiştir. Bireysel pullar tipik olarak X ve Y yönlerinde nanometre ila mikron genişliğindedir. Tek katmanlı GO tipik olarak 0,7-1,2 nm kalınlığındadır. Grafit oksit ve grafen oksit arasındaki fark, pulların toplam kalınlığıdır. 10 katın üzerindeki kalın malzemeler genellikle grafen değil grafit olarak kabul edilir. Tipik olarak, bir çözücü veya polimer içinde dağılmış bir toz olarak veya bir spin kaplamalı film olarak satılır.

Ultrasonikasyon veya homojenizatör gibi yüksek kesme yöntemleri kullanılarak suda, polimerlerde, çözücülerde kolayca dağılır.

GO elektriksel olarak yalıtkandır, ancak azaltılarak iletken hale getirilebilir. İndirgeme işlemi, yüzey işlevselliğinin çoğunu ortadan kaldırır ve grafen kafes yapısını geri yükler.

Fiziksel özellikler

Grafen oksidin fiziksel özellikleri, işlevselliğinden bahsetmeden tartışılamaz. GO tipik olarak OH, COOH ve Epoksit grupları dahil olmak üzere>% 40 oksijen grubuna sahiptir. Bu fiziksel özellik, Di su, NMP, DMF, THF, Etanol ve diğer polar çözücülerde grafen oksit dağılımını mümkün kılar. Tamamen oksitlendiğinde grafen oksit, 2.1 ile 2.9 arasında bir C: O oranına sahip açık kahverengi (ten rengi) renkli katı bir tozdur. Bu özellikler grafen okside efsanevi çözünürlüğü ve üstün dispersiyon özellikleri verir.

Bireysel katmanlar grafitin yapısını korurlar ancak aralarında çok daha büyük ve düzensiz bir boşluk vardır. Pullar tipik olarak yüzlerce nanometre ila onlarca mikron genişliğindedir.

Elektronik Özellikler

Grafen oksidin elektronik özellikleri, sp2 bağlanma ağlarını bozan oksidasyondan kaynaklanan yapısal kusurlar nedeniyle bozulmamış (CVD veya Epitaksiyel grafen) grafen ile karşılaştırılamaz. Grafen oksit iletkenliğini iyileştirmek için azaltılabilir ve gerçek dünya uygulamaları için birçok avantaj sağlar. Ek olarak, iletkenliği artırmak için daha iletken malzemelerle eşleştirilebilir.

Optik özellikler

GO’nun optik özellikleri onu optik olarak şeffaf bir malzeme haline getirir. Tamamen şeffaf olmasa da, 5 katmandan daha az kalın GO filmlerle% 90’ın üzerinde optik şeffaflık elde edilebilir. Her grafen tabakası şeffaflığı yaklaşık% 2 oranında azaltır. Şeffaf iletken mürekkepler ve filmler, GO’nun karbon nanotüpler veya gümüş nanoteller ile birleştirilmesiyle yapılabilir.

Termal Özellikler

Grafenin üstün termal özellikleri büyük ilgi uyandırmıştır, bu nedenle grafen termal yönetim uygulamaları için incelenmiştir. Tek katmanlı grafenin yüksek ısı iletkenliği vardır, ancak veriler, yalnızca bir katman daha eklenmesinin termal iletkenliğini büyük ölçüde azalttığını göstermektedir. Ara katman aralığı, termal iletkenlik üzerinde önemli bir etkiye sahiptir, yani katman sayısı ve aralarındaki boşluk, genel termal iletkenliği azaltabilir.

Grafen oksidin ısıl iletkenliği, benzer ara katman aralığına sahip dökme grafitten daha yüksektir. Artan ara katman aralığı ve oksijen gruplarının varlığı fonon saçılımını artırır. Yüksek termal iletkenliği, oksijen atomları tarafından sağlanan kovalent etkileşimler nedeniyle artan ara katmanlar bağlanmasına bağlanabilir.

Termal iletkenlik ile (a) oksijen atomlarının kapsamı (içi dolu kırmızı kare ile kırmızı çizgi) arasındaki ilişki (b) hidrojen atomları (içi dolu mavi daireli mavi çizgi); (c) oksijen atom ağırlığını taklit eden kütle kusurları (açık kırmızı kare ile kırmızı çizgi); (d) hidrojen atom ağırlığını taklit eden kütle kusurları (açık mavi daireli mavi çizgi).

Insets, simülasyonlardan alınan temsili yapıları gösterir. Camgöbeği toplar karbon atomlarını, kırmızı toplar oksijen atomlarını ve yapay oksijen atomlarını ve mavi toplar hidrojen atomlarını ve yapay hidrojen atomlarını temsil eder. Tüm durumlar için örnek uzunluğu L = 20 nm’dir. Fotoğraf : TLuo / CC BY 2.0

Araştırmalar, GO’nun termal iletkenliğinin, mevcut oksijen gruplarının miktarıyla doğrudan ilişkili olduğunu göstermektedir. % 0.5 oksijen gruplarında, GO’nun ısıl iletkenliği bozulmamış grafenden ~% 50 daha azdır. Oksijen içeriği arttıkça ısıl iletkenliği azalır. Dergi makalelerinde gerçekleştirilen minimum GO ısıl iletkenliği yaklaşık 8,8 W / mK olup, teorik minimum ısıl iletkenlik olan 11,6 W / mK değerinden daha düşüktür. Bu, oksidasyonu ve indirgemeyi kontrol ederek grafen oksitteki termal taşınımı uyarlayabileceğimizi gösteriyor.

Mekanik özellikler

Grafen oksidin mekanik özellikleri, bozulmamış grafenden çok daha düşüktür. Tek tabakalı grafen oksit, Young modülü ~ 1.0 TPa ve nihai kırılma mukavemeti ~ 1.0 olan “bozulmamış” grafen için bildirilen değere kıyasla daha düşük etkili Young modülüne (0.7 nm kalınlık kullanıldığında 207.6 ~ 23.4 GPa) sahiptir. Lee ve ark. Tarafından bildirildiği üzere 130 Gpa. Oksidasyon sırasında oluşan grafitik yapıdaki kusurlardan dolayı özellikler azalır. GO’nun azaltılması mekanik özellikleri iyileştirebilir ve grafitik yapıyı eski haline getirebilir.

Çözüm İşleme Özellikleri

GO’nun birçok çözücü ve polimerdeki yüksek çözünürlüğü, grafen oksidin çözelti işleme özelliklerini sağlar. Yarık kalıp, elek, gravür veya diğer baskı yöntemleri kullanılarak bir substrat üzerine eğrilebilir, daldırılabilir veya kaplanabilir. Bir bilgisayarda bir DVD yazıcı kullanıldığında bile bir lazerle desenlenebilir ve küçültülebilir.

Grafen Oksit Tarihi

Grafen oksidin geçmişi 150 yıl öncesine dayanıyor! Başlangıçta grafit oksit olarak adlandırıldı, ilk olarak 1859’da Oxford Üniversiteleri kimyager Benjamin Brodie tarafından, grafit pullarının potasyum klorat ve dumanlı nitrik asitle soyulmasıyla hazırlandı. William Hummers ve Richard Offeman, 1957’de Hummers yöntemini geliştirerek sülfürik asit, sodyum nitrat ve potasyum permanganat kullanarak süreci daha hızlı ve daha güvenli hale getirdi. Bu süreç, çevre ve güvenlik endişelerini en aza indirmek için bazı modifikasyonlarla bugün hala kullanılmaktadır. Hummer’ın böyle değiştirilmiş yöntemlerinden biri de Tur yöntemidir.

Sentez Yöntemi

Modifiye edilmiş bir Hummer’ın yöntem sentez yöntemi tipik olarak, grafiti potasyum permanganat, hidrojen peroksit, sülfürik ve hidroklorik asitler gibi güçlü oksitleyicilerle işleyerek kimyasal işlemde grafitten GO yapmak için kullanılır.

Bu kimyasal işlem, grafiti tek veya birkaç atomik katman yaprağına döker, ara katman yapısını genişletir ve fonksiyonel grupları ekler.

Oksijen içeren fonksiyonel grupların türü ve miktarı grafen oksidi hidrofilik yapar, bu da suda çözünür olduğu anlamına gelir.

Başlangıçta grafit oksit olarak adlandırılan Grafen oksit sentezi, grafitin güçlü oksitleyicilerle, tipik olarak potasyum permanganat ve sülfürik asitle reaksiyona sokulmasını içerir ve durulama suyu süzüntüsü PH nötr olana kadar durulanır ve santrifüjlenir.

Daha sonra çözünürlüğü korumak için dondurularak kurutulur. Bazı üreticiler GO’nun saflaştırılmasında diyalizi bile kullanır. GO, sentez sırasında üretilen alkali tuz yan ürünleri ile kirlendiğinde, tuz katalizli karbon yanması nedeniyle oldukça yanıcı hale gelir. GO ürünümüz son derece saftır ve yanıcılık söz konusu değildir.

Dökme ürün, grafitin katman yapısını koruyan, ancak çok daha büyük ve düzensiz aralıklarla kahverengimsi / sarımsı katı bir malzemedir.

Dört yaygın grafen oksit sentez yöntemi vardır: Staudenmaier, Hofmann, Brodie ve Hummers. Bu yöntemlerin varyasyonları, değiştirilmiş bir hummers yöntemi olan Tur yöntemi de dahil olmak üzere mevcuttur. Sentezi, daha tutarlı bir kalite sağlamak, çevresel endişeleri azaltmak ve maliyetleri düşürmek için sürekli olarak incelenmekte ve geliştirilmektedir.

Oksidasyon süreci tipik olarak karbon / oksijen oranı ile değerlendirilir,>% 40 kabul edilebilir olarak kabul edilir.

Grafen Oksit Uygulamaları

Grafen oksit uygulamaları kataliz, ilaç dağıtımı, güneş enerjisi, pil, doku iskelesi, su tuzdan arındırma  ve diğer birçok alanı içerir . Yüksek çözünürlüğü ve azaltılabilme yeteneği, çözüm işlemeyi mümkün kılarak onu arzu edilen bir nanomateryal haline getirir. GO, diğer karbon nanotüplerle ilişkili iyi bilinen dispersiyon problemlerinin üstesinden gelir.

Elektronik Uygulamalar

Elektronik cihazlar, materyallerden en az biri için başlangıç ??materyali olarak GO kullanılarak üretilmiştir. Alan etkili transistörler, RGO’nun yanı sıra kimyasal sensörler ve biyosensörler kullanılarak üretilmiştir.

Görünür ışık aralığındaki şeffaf elektrotlar, ışık yayan diyotlar (LED’ler ve OLED’ler) ve güneş pili cihazları için önemlidir. Şeffaf elektrotlara ek olarak, RGO bir delik taşıma katmanı olarak kullanılmıştır.

Enerji Depolama  Uygulamaları

RGO nanokompozitler, lityum iyon pillerde yüksek kapasiteli enerji depolaması için kullanılmıştır. Fe 3 O 4 veya Fe 2 O 3  gibi elektriksel olarak yalıtkan metal oksit nanopartiküller , RGO’ya bağlanabilir ve pillerdeki performansını artırabilir. Enerji depolama kapasitesi ve döngü kararlılığının, Fe 3 O 4   , saf Fe 3 O 4’e karşı RGO’ya bağlandığında arttığı gösterilmiştir .  Yüksek yüzey alanı GO, pul pul dökülme için mikrodalgalar kullanılarak sentezlenmiştir ve azaltılabilir. Yüksek yüzey alanlı RGO, süper kapasitörlerde enerji depolama malzemesi için de kullanılır.

Biyomedikal Uygulamalar

Çalışmalar, GO’nun biyouyumluluğunun iyi olduğunu ve ilaç dağıtımında kullanılmasının yolunu açtığını göstermiştir. Oksidatif strese neden olmaz çünkü hazırlığı metal katalizörleri içermez ve karbon nanotüpler (CNTa) gibi diğer karbon nanomateryallerinin aksine metal safsızlıklarını önler. Yüzeydeki fonksiyonel gruplar, kovalent, kovalent olmayan (π-π veya hidrofobik) ve / veya iyonik etkileşimler yoluyla çok çeşitli organik ve inorganik moleküllerle başarılı etkileşime izin verir. Bu, ilaç verme uygulamaları için GO’nun kullanılmasını sağlar.

Yapısı

Grafen oksidin 2D yapısı yukarıda gösterilmiştir. Mevcut fonksiyonel grupların türü ve miktarı, GO’nun diğer nanomalzemelere kıyasla efsanevi çözünürlüğünü verir. Di Water, NMP, DMF, THF, DCB, Etanol, polimerler veya diğerleri gibi polar çözücülere dağılırken yüzey aktif maddelere ihtiyaç duyulmaz.

Moleküler ağırlık

Grafen oksidin kimyasal formülü ve moleküler ağırlığı aşağıdadır.

Kimyasal formül:	C 140 H 42 O 20
Moleküler ağırlık:	2043.856 g / mol

 

 

İndirgenmiş Grafen Oksit

İndirgenmiş grafen oksit, normal GO olarak sentezlenir ve sonra indirgenir. İndirgeme, yüzey işlevselliğini ortadan kaldırır ve moleküler yapıyı GO’dan daha bozulmamış grafene daha yakın bir hale getirir.

İndirgeme tipik olarak kimyasal, termal veya elektrokimyasal bir işlemdir. Diğer teknikler, bozulmamış grafene benzer şekilde çok yüksek kalitede rGO üretebilir, ancak uygulanması karmaşık ve zaman alıcı olabilir.

Grafen Oksit İndirgeme Yöntemleri:

Hidrazin hidrat ile muamele etmek ve solüsyonu 100c’de 24 saat tutmak

Hidrojen plazmasına maruz kalma

Xenon, UV veya lazer gibi güçlü bir darbeli ışığa (fotoğraf sinterleme) maruz bırakma

Distile suda farklı süreler için değişen derecelerde ısıtma

Bir fırında çok yüksek seviyelere ısıtma

Mikrodalgada doğrudan ısıtma

Elektrokimyasal yöntemler

Oluşturan bir gaz atmosferinde 40 ° C’ye ısıtma (% 95 argon,% 5 hidrojen)

Kimyasal azaltma oldukça ölçeklenebilir bir yöntemdir, ancak elde edilen yüzey alanı ve elektronik iletkenlik genellikle birçok uygulama için yeterince yüksek değildir.

GO’nun 1000 ? üzerindeki sıcaklıklara ısıtılması, çok yüksek yüzey alanına sahip RGO oluşturur ancak tavlama işlemi, basınç oluştuğunda ve karbondioksit salındığında yapıya zarar verir. İndirgeme işlemi, kütlesini ~% 30 oranında azaltabilir ve elektronik özelliklerini iyileştirebilir .

Elektrokimyasal indirgemenin çok yüksek kaliteli RGO ürettiği gösterilmiştir, yapı bakımından bozulmamış grafen ile hemen hemen aynıdır, ancak diğer yöntemlerden daha yavaş olabilir.

RGO seçici olarak işlevselleştirilebilir, çözücü / matris ile uyumluluğunu artırabilir veya RGO’yu diğer iki boyutlu malzemelerle birleştirirken yeni bileşikler oluşturabilir. Yüzey kimyası, uygulama ile uyumluluk için özelleştirilebilir.

Grafen Oksit Fiyat

Grafen Oksit fiyatı, üretim hacimleri ve saflaştırma derecesine göre belirlenir. Ürünlerin çoğu 75-225 $ / g arasındadır, ancak bazı varyasyonların maliyeti 450 $ / g’dır.

Ürünlerimiz yıkanır ve filtrat pH nötr olana kadar 15 kez santrifüjlenir. Daha sonra çözünürlüğü korumak için dondurularak kurutulur ve bir buzdolabında saklanır. Tüm tedarikçiler bu adımları atmıyor.

Bu işlem, düşük pH’lı çözelti halinde GO satan şirketlerin kullandığı işlemlerden daha pahalıdır. Düşük pH, yıkama ve santrifüj döngülerini azaltmaları ve asidik bir çözeltisidir.

GO’nun raf ömrü, işlevsellik azalmaya başlamadan yaklaşık 6 aydır, ancak yine de daha uzun süre kullanılabilir. Bir laboratuvar buzdolabında saklamanızı öneririz.

Grafenin Özellikleri

Grafenin saf değişik ürünlere entegrasyonu zor olduğundan, bunu sağlayabilmek için endüstriyel ürünlerde grafen oksit, indirgenmiş grafen oksit ve işlevselleştirilmiş ve indirgenmiş grafen oksit gibi işlenmiş türevleri üzerinde çalışılır ya da uygulanacağı malzemeye göre, grafen, çeşitli modifikasyon işlemlerine tabi tutulur. Grafen oksit, yapısında oksijen bazlı fonksiyonel gruplar barındırır. Oksidasyon derecesine göre yarı iletken veya yalıtkan bir malzeme davranışı gösterir. İletkenliğinin bu derece manipüle edilebilmesi ise grafen oksiti biyomedikal, kaplama, enerji depolama, elektronik cihazlar, biyo-sensörler gibi birçok alanda öne çıkarır.

Grafenin oksitlenmesi, mekanik özelliklerin birçoğunu etkilese de bu özelliklerin bir kısmı kimyasal veya termal indirgenme ile geri kazanılabiliyor. Bu işlemin sonucunda ise grafen belirli kimyasal gruplarla işlevselleştirilip kimyasal ve mekanik özellikleri spesifik uygulamalar için manipüle edilebiliyor.

İşlevselleştirilmiş grafen oksitin yapısı günlük yaşamda sıkça karşımıza çıkan deterjana benzetilebilir. Deterjan yapısı incelendiğinde bir ucun hidrofobik (su sevmeyen) diğer ucun ise hidrofilik (su seven) özellikte olduğu görülür.

Bu sayede deterjanın bir tarafı kire tutunurken diğer tarafı da suya tutunarak kirlerden arındırıcı bir etki sağlar. Grafen oksitin de benzer bir şekilde manyetik, kimyasal veya mekanik olarak istenen maddelerle etkileşime girip girmeyeceğine, ne şekilde etkileşime gireceğine karar verilip oksidasyon derecesi ve kullanılan oksidantlar aracılığıyla istenen özelliklere erişilebilir.

Grafen oksitin indirgenmesi, oksidasyondan sonra bozulan saf grafenin özelliklerinin geri kazanımı için oldukça önemli bir süreçtir. Yapı ve özellikleri bakımından grafene en yakın malzeme indirgenmiş grafen oksittir. Fakat bu malzemenin katman sayısının düşürülmesi için uygulanan işlemler ve bu işlemlerin yarattığı zaman ve maliyet yükünden dolayı seri üretim için tercih edilmemektedir. Grafenin indirgenmesi için birçok metot bulunsa da her yöntemin kendine has avantajları ve dezavantajları bulunduğundan uygulamaya göre bir yol izlenmelidir.

Grafen Sentez Yöntemleri

1)    Fiziksel Yöntemler                                     

• HOPG’nin kimyasal eksfoliyasyonu
• Mikromekanik olarak grafit tabakasından ayrılma (çok sayıda tabaka)
• Hidrokarbonların buhar fazı çöktürmesiyle epitaksiyal büyüme (UHV)
• SiC ile termal bozulma (rxn kontrolü > 1100 °C)
• Metal substratı üzerinde C çöktürme (CVD)

2)    Kimyasal Yöntemler

• Aşağıdan yukarıya organik sentez
• Grafit Oksit
• Grafene indirgeme

Grafen’in Kullanım Alanları

Grafen Bazlı Piller

Li-ion piller, Li-S piller ve Na-ion piller gibi şarj edilebilir piller, yenilenebilir enerji sistemlerinin geliştirilmesinde harika bir yer tutar. Bu pillerin mevcut dezavantajları beklentileri karşılamak için yeni çözümler gerektirir. Grafen bu gelişmeler için umut verici bir malzeme olarak kabul edilmektedir. Grafenin yüksek iletkenliği, yüksek yüzey alanları ve mekanik esnekliği şarj edilebilir pillerde büyük ölçüde kullanılmaktadır. Modern dünyanın giderek artan enerji gereksinimleri, bilim insanlarını gerekli iyileştirmeler yolunda yeni sorunlara çözüm üretmeye itmiştir. Yenilenebilir enerji kaynakları, otomobiller gibi önemli sektörlerin ve verimli enerji depolama sistemlerinin ilgi odağı olmuştur. Enerji depolama uygulamaları, yeni enerji sistemleri ile elektrikli arabalar gibi enerji tasarruflu makineler arasında köprü görevi görür. Şimdiye kadar Lityum-iyon piller piyasadaki en yaygın ticari piller olmuştur. Bununla birlikte, sınırlı teorik kapasiteleri, yüksek maliyeti ve Li elementinin azlığı, bilim topluluğunu farklı seçenekler aramaya zorlar. Li-ion pillerin kapasitesinin artırılması, eski Li-S pillerin yeniden canlandırılması ve sodyum-iyon piller (SIB) gibi yeni teknolojilerin geliştirilmesi, araştırılmakta olan seçeneklerdir.

Son zamanlarda, grafen bu gelişmelerin yıldızı olmuştur. Grafen aslında bir sp2-bağlı altıgen ağda düzenlenmiş tek atom kalınlığında bir karbon tabakasıdır. Bu basit görünen yapı, çeşitli mükemmel fiziksel ve kimyasal özelliklere sahiptir. Grafen tek atom kalınlığı sayesinde eşsiz elektronik özellikler, yüksek mekanik mukavemet, yüksek termal iletkenlik ve geniş yüzey alanı (2630 m2/g) sağlar.

Grafenin benzersiz özellikleri, yeni enerji depolama uygulamaları için verimli elektrotlar geliştirmede kullanılır. Yüksek elektron hareketliliği (2,5 × 105 cm2 /V s) ve yüksek grafen yüzey alanı, Li-ion, Li-S ve Na-ion piller için şarj kapasitesinin geliştirilmesini kolaylaştırır. Grafenin esnek doğası, şarj / deşarj döngüleri sırasında hacim dalgalanmalarını tamponlar.

Lityum iyon piller

Geleneksel lityum-iyon pil (LIB) teknolojisi grafit anotları ve LiCoO2 katotunu içerir. Bu pillerin önemli enerji yoğunluğu ve şarj / deşarj kapasitesi göstermesine rağmen, son teknolojik gelişmelerin enerji taleplerini karşılamada geride kalmaktadırlar. Bu nedenle, daha iyi şarj depolama kapasitesine ve ümit verici döngüsel stabiliteye sahip farklı anot malzemelerinin geliştirilmesi gerekmektedir. Karbon malzeme çeşitliliği arasında; grafen, grafen oksit (GO) ve türevleri, yüksek iletkenlik özellikleri, yüksek yüzey alanı (> 2000 m2/g) ve iyi yük taşıyıcı hareketliliği nedeniyle ilgi odağı haline gelmiştir.

Bu malzemeler Li-iyon hareketliliğini ve elektron transferini teşvik ederken, Li’nin grafen üzerindeki yüksek yayılım oranı hız kapasitesini arttırır. Grafenin teorik kapasitesi (764 mAh / g), geleneksel grafit elektrotların iki katıdır. GO’ların elektriksel özellikleri, yapılarındaki oksijen içeren grupların konsantrasyonunu değiştirilerek kolayca ayarlanabilir. GO’nun bir başka avantajı, elektroaktif malzemelerin sabitlenmesi için artan aktif alanların sayısıdır. Grafen ve GO doğrudan elektrot olarak kullanılabilse de, metal oksitleri, CNT’ler gibi diğer karbon bazlı malzemeleri dahil ederek veya farklı indirgeme stratejileri, heteroatom katkısı ve ko-atom katkısı yoluyla yapılarında kusurlar oluşturarak bu yapıları değiştirmek de mümkündür. . Tüm bu yöntemler, LIB’lerin şarj kapasitesini ve döngü kararlılığını artırmayı amaçlamaktadır. Çalışmaların çoğu grafen bazlı anotlara odaklanmış olsa da, grafen bazlı katotlar da son zamanlarda bilim camiasında dikkat çekmektedir.

Grafen Tabanlı Anotlar

Anot malzemeleri için grafen, grafen nanosheet (GNS)’ler, karbon nanotüpler (CNT’ler), karbon nanoribbonlar (CNR) veya bu yapıların bir kombinasyonu gibi farklı formlarda kullanılabilir. LIB anotlarında geri dönüşümlü kapasiteyi 794-1054 mAh g − 1‘e yükselten kusurlu ve kenarlı düzensiz grafen yapıları da kullanılabilir. GO’lar ayrıca ilk şarj kapasitesi 1400 mAh / g olan umut verici malzemelerdir.

Ancak, düşük cycling stabiliteleri vardır. Grafen bazlı anotların şarj kapasitesini ve döngü stabilitesini arttırmak için grafen ve GO yapılarına birkaç farklı malzeme dahil edilir. En yaygın malzemeler metaller, metal oksitler ve sülfür nanopartikülleridir. Farklı çalışmalar, ZnO, MoS2, Fe3O4 ve benzer yapıdaki birçok malzemenin Li-ion pilleri önemli ölçüde artırma potansiyeline sahip olduğunu bulmuştur. Yukarıdaki yöntemlere ek olarak, katkılı grafen / GO yapıları da LIB anotları için araştırılmaktadır. Metal oksitli N-katkılı grafen / GO yapıları yüksek kapasiteler ve döngü kararlılıkları sağlamıştır.

Grafen Tabanlı Katotlar

Grafen bazlı LIB katotları grafen bazlı LIB anotları kadar yaygın olmasa da, araştırmacılar son zamanlarda bu potansiyeli araştırmaya başlamıştır. Lityum iyon piller için en çok çalışılan katot malzemelerinden bazıları LiCoO2, LiMn2O4 ve LiFePO4‘tür. Bu malzemelerin nispeten düşük elektriksel iletkenliği genellikle karbon karası (carbon black) gibi bazı katkı maddeleri dahil edilerek telafi edilmektedir. Ancak, yine de iyileştirmeler gerekmektedir. Grafen, yüksek iletkenliği, yüksek yüzey alanı ve geniş elektrokimyasal potansiyel penceresi nedeniyle mükemmel bir katot malzemesidir. Yüksek yüzey alanı iyon hareketliliğini kolaylaştırır ve geliştirilmiş oksit performansı ile metal oksit / karışık metal oksitlerin büyümesi için bir substrat sağlar. Diğer karbon malzemelerle birlikte olan grafen kompozitler iyon aktarım hızını ve Li + difüzivitesini arttırır. Grafen bazlı LIB katotlarının en büyük dezavantajları yüksek hacimli oluşudur. Bu dezavantajlar nedeniyle, bu sistemlerin geliştirilmesi gerekmektedir.

Lithium-Sulfur Batteries

LIB’lerin teorik kapasiteleri giderek artan enerji talebini karşılayamadığından, farklı pil türleri dikkat çekmektedir. Dahası, LIB’ler hala yüksek Li içeriğinden dolayı bazı sorunlarla karşılaşılmaktadır. Lityum-kükürt (Li-S) piller, son derece yüksek teorik kapasiteleri ve kükürt bolluğu nedeniyle LIB’lere en umut verici alternatiflerden biri olarak kabul edilir. Li-S pilleri bir süredir piyasada kullanılmaktadır. Şimdiye kadar ticari Li – S pil, ticari LIB’lerden (150-200 Wh/kg) önemli ölçüde daha yüksek olan 350 Wh/kg’in üzerinde özel enerji sunmaktadır. Belirli bir enerjide 600 Wh/kg’in öngörülebilir gelecekte elde edileceğine inanılmaktadır. Bununla birlikte, sülfür / Li2S’nin yalıtıcı doğası ve lityum polisülfürlerin yüksek çözünürlüğü nedeniyle hızlı kapasite bozulması ve kısa ömrü nedeniyle gelişmeleri engellenmiştir. Lityum polisülfitlerin yüksek çözünürlüğü bir “mekik etkisi” yaratır ve hem anodu hem de katodu bozar. Ayrıca, kükürt ve Li2S arasındaki dönüşümler, yapıda çatlaklar oluşturan% 70’lik bir hacim değişikliğine neden olur. Grafen ve türevleri bu sorunların üstesinden gelme potansiyeline sahiptir. Graphene ve GO, katotlarda, anotlarda ve Li-S pillerin ara katmanlarında kullanılabilir. Yüksek grafen iletkenliği, elektron transferini kolaylaştırır ve kükürdün yalıtım yapısını telafi ederken esnekliği ve mekanik sağlamlığı, şarj / deşarj döngüleri sırasında büyük hacim değişikliklerini tamponlar. Gözenekli yapısı ve grafenin yüksek yüzey alanı, kükürt yüklemesi için uygun bir platform sağlar. GO, polisülfürleri yakalama ve Li-S pillerinin verimliliğini arttırma yeteneğine sahip çeşitli farklı fonksiyonel gruplar içerir. Grafen, GO ve türevlerinin polisülfür yakalama özellikleri, farklı fonksiyonel gruplar veya heteroatomlarla doping veya fonksiyonelleştirme yoluyla arttırılabilir. N-doping, CNT gibi diğer karbon materyallerinin dahil edilmesi ve grafen-polimer kompozitleri, Li-S pillerinin geliştirilmesi için yaygın olarak incelenen yöntemlerdir.

Sodyum-İyon Piller

LIB’lere bir başka alternatif sodyum-iyon piller (SIB’ler) olarak kabul edilir. Özellikle Na’nın düşük maliyeti ve bolluğu, LIB’lere kıyasla caziptir. Çoğu enerji depolama uygulaması için uygundur, ancak özellikle şebeke depolama, yenilenebilir rüzgar ve güneş enerjisi, enerji depolama, kesintisiz güç kaynakları olarak yedekleme sistemleri ve sabit enerji depolama gibi “geniş format” uygulamaları ve otomotiv sektörü için uygun olarak görülmektedirler. SIB’ler için katot malzemeleri olarak sodyum manganez hekzasiyanoferrat, Na3V2 (PO4) / karbon kompoziti ve Na3V2 (PO4) / G kompoziti gibi çeşitli uygun katot seçenekleri önerilmiştir. Bununla birlikte, anot malzemelerinin geliştirilmesi hala devam etmektedir. Grafen ve grafen bazlı malzemelerin SIB katotları için uygun olduğu bulunmuştur. Grafen, elektroaktif nanomalzemeler için bir destek görevi görebilir ve katmanlar arasındaki van der Waals kuvvetlerini azaltarak yeniden istiflenmelerini engelleyebilir. Ayrıca, geniş, elastik ve yüksek iletkenliğe sahip grafen, kompozitin elektrik iletkenliğini arttırır ve döngü sırasında elektrot malzemelerinin hacim genişlemesini tamponlar. LIB’lere ve Li-S pillere benzer şekilde, grafenin işlevselleştirilmesi ve katkısı, SIB’lerin kapasitesini ve döngü kararlılığını daha da artırır. rGO nanosheets ayrıca 40 mAg − 1 akım yoğunluğunda 174.3 mAh g − 1‘e kadar geri dönüşümlü kapasite sağlayan Na iyonları için mükemmel konakçı materyali olarak bulunur.

Şarj Edilebilir Pillerdeki Grafenin Önemi Nedir?

Enerji endüstrisindeki acil ihtiyaç, bilim insanlarını yeni yöntemler geliştirmeye teşvik ediyor. Hiç şüphe yok ki, şarj edilebilir piller sürekli büyüyen enerji sistemlerinin ayrılmaz bir parçasıdır. Bu sistemlerde en önemli şarj edilebilir piller Li-ion piller, Li-S piller ve Na-ion pillerdir. Bilim adamları bu pillerin geliştirilmesi için grafen kullanıyorlar. Grafenin 3D yapısı, yüksek iletken doğası ve yüksek yüzey alanı nedeniyle bir elektron iletken ağı sağlar. Artan elektron iletkenliği sonuç olarak pillerin hız kapasitesini ve döngü kararlılığını artırır.

Referanslar

1. Al Hassan, M. R., Sen, A., Zaman, T., & Mostari, M. S. (2019). Emergence of graphene as a promising anode material for rechargeable batteries: A review. Materials today chemistry, 11, 225-243.

2. Kucinskis, G., Bajars, G., & Kleperis, J. (2013). Graphene in lithium ion battery cathode materials: A review. Journal of Power Sources, 240, 66-79.

3. Zhang, Y., Gao, Z., Song, N., He, J., & Li, X. (2018). Graphene and its derivatives in lithium–sulfur batteries. Materials today energy, 9, 319-335.

Grafen ve Oyun Hamuru

Viskoelastik özellikteki Silly Putty (oyun hamuru) az sayıda çapraz bağlanmış, zıplayabilen, kırılabilen ve akabilen silikon polimerden oluşmaktadır.

Manchester Üniversitesi’ndeki National Graphene Enstitüsü’nde çalışan Trinity College Dublin araştırmacıları, çok hassas olan bu elektrokimyasal sensörleri oluşturmak için Grafen ile Silly Putty oyun hamurunu birleştirdiler. Bu sensörler, elektriği iletebilen, deformasyona ve darbeye duyarlı, ucuz ve sağlık sektörü başta olmak üzere başka sektörlerde de kullanılabilecek niteliktedir. Grafen katkılı Silly Putty oyun hamurunu insanın göğüs veya boyun kısmına yerleştirildiği zaman, G-Putty hamurunun solunum, nabız ve kan basıcını ölçebildiği gözlemlenmiştir. Bunun sebebi olarak da grafen eklenmesinin oyun hamurundaki elektrik iletkenliğin artırmasından kaynaklandığı tespit edilmiştir. Bu kompozit malzemenin elektriksel iletkenliği en ufak bir darbeye veya gerilmeye karşı aşırı duyarlıdır. Dolayısıyla hali hazırda kullanılan sensörlerden yüzlerce kat daha hassastır.

Grafen katkılı oyun hamuru, aynı zamanda küçük örümceklerin adımlarının tespiti için başarıyla test edilmiştir. Bu nedenle, çok hassas darbe sensörlerine ihtiyaç duyulduğunda, bu tür malzemelerin birçok tıbbi cihaz için uygun olabileceği düşünülmektedir.

Grafenin Endüstri Uygulamaları

Grafen, grafite benzer şekilde saf karbondan oluşan, ancak onu olağanüstü hafif ve güçlü kılan özelliklere sahip bir malzemedir. Bir metrekarelik bir grafen tabakası 0,77 miligram ağırlığındadır. Mukavemeti çeliğe göre 200 kat daha fazladır ve yoğunluğu karbon fiberinkine benzer. Tüm bunlar, kırılmadan yüksek bükülme kuvvetlerine dayanmasını sağlar. Elektrik ve ısı için en iletken malzemelerden biridir, bu da onu elektronik ve diğer birçok endüstri için mükemmel bir malzeme yapar.

Uygulamaları neredeyse sınırsızdır ve birçok alanda devrim yaratmayı vaat eder: elektronik ve bilgi işlemden inşaat ve hatta sağlığa kadar. Bu listede neredeyse tüm grafen uygulamalarını bulabilirsiniz – bazıları halihazırda ticarileştirilmiş, bazılarının gerçekleşmesi için yıllar gerekir.

Bir hatırlatma: Grafene bir nedenle “harika malzeme” deniyor. Bununla ilgili henüz yayınlanmamış ama yarın dünyayı değiştirebilecek onlarca araştırma var. Öte yandan, burada listelediğimiz potansiyel uygulamalardan bazıları gelecekte de kanıtlanamayabilir. Bu nedenle bu listenin tüm grafen uygulamalarını içerdiğini iddia edemeyiz ancak tartışmasız grafen uygulamalarının çevrimiçi bulabileceğiniz en kapsamlı listelerinden biridir.

Sorumluluk Reddi: Bu gönderinin veya diğer bağlantılı materyallerin içeriği yalnızca bilgilendirme amaçlıdır ve tıbbi veya teknik tavsiye olarak alınmamalıdır.

Grafenin Enerji Endüstrisindeki Uygulamaları

1. Güneş Pillerinde Grafen

Daha hafif, esnek ve şeffaf güneş pilleri geliştirme fikri bir süredir ortalıkta dolaşıyordu ama asıl mesele tüm özelliklere sahip ve akımı taşıyabilecek malzemeyi bulmaktı. İndiyum Kalay Oksit şeffaf olduğu için kullanıldı, ancak esnek olmadığı için hücrenin sert kalması gerekiyordu.

2017 yılında, MIT’den araştırmacılar, Grafen’i bir güneş piline başarıyla uygulamayı başardılar. Grafen güneş hücresini Alüminyum ve İndiyum Kalay Oksitten yapılmış diğerleriyle karşılaştırdıklarında, ITO hücresi kadar iyi ve mevcut yoğunluklar ve güç dönüştürme verimliliği açısından Al birinden biraz daha kötü olduğunu gördüler. Bununla birlikte, şeffaf bir hücrenin, şeffaf olmayan Alüminyum esaslıdan daha düşük performans göstermesi beklenmektedir.

Elektriksel özellikler çığır açan bir gelişme olmasa da her türlü yüzeye (araba, elbise, kağıt, cep telefonu vb.) Takılabilen esnek ve şeffaf bir güneş pili geliştirildi. Dahası, diğer bilim adamları, grafen güneş hücrelerinin teorik olarak mümkün görünen yağmur damlalarından enerji üretip üretemeyeceğini bulmaya çalışıyorlar.

2. Grafen Piller

Grafenle geliştirilmiş Li-ion piller, giyilebilir elektronik cihazlarda kullanılabilmesi için daha uzun ömür, daha yüksek kapasite ve daha hızlı şarj süresinin yanı sıra esneklik ve hafiflik gibi inanılmaz özellikler gösterir.

3. Nükleer Santrallerde Grafen

Nükleer santrallerde reaktörleri soğutmak için kullanılan ağır su hem üretmek maliyetlidir hem de üretim sırasında bir milyon ton CO2 emisyonuna neden olur. Manchester Üniversitesi’nden araştırmacılar, ağır su üretmek için daha yeşil ve düşük maliyetli bir yöntem olduğunu keşfettiler: grafen membranlar. Ekip lideri Dr. Lozada-Hidalgo, bu yeniliğin son derece önemli olduğuna ve bu endüstri genellikle yeni teknolojiler konusunda şüpheci olsa da nükleer endüstriye girişinin yakında olacağına inanıyor.

4. Termoelektrikte Grafen

Seebeck etkisi, elektronları sıcak kısımdan daha soğuk kısma taşımak ve elektrik üretmek için iki farklı elektrik iletkeninden birine (veya yarı iletkenlere) ısı uygulandığında ortaya çıkan termoelektrik bir etki olarak tanımlanır. Bununla birlikte, bu yöntemle üretilen enerji gerçekten küçüktür ve genellikle mikrovoltlarla ölçülür. Yine de pratikte boşa harcanan motorların ürettiği ısıdan yararlanmak için kullanılabileceği düşünülmektedir. Grafen, Strontium Titanate tarafından oluşturulan Seebeck etkisini neredeyse 5 kata kadar artırmak için kullanılabilir.

5. Alkol Distilasyonunda Grafen

Grafenin fiziksel özellikleri o kadar ilginç ve benzersiz ki, büyük su moleküllerinin geçmesine izin verirken camdan sızabilecek Helyum moleküllerini durdurur. Manchester Üniversitesi’nden Andre Geim (Graphene’nin mucitlerinden biri) ve Rahul Nair, geliştirdikleri grafen membranla bir şişe votkayı kapatmayı denediler ve grafenin etanolü oda sıcaklığında ve damıtma için gerekli vakum olmadan bile etkili bir şekilde damıtabileceğini keşfettiler. yöntemleri. Bu kullanım alanı alkollü içeceklerde, yakıtta, su arıtmada vb. Kullanılabilir.

6. Yakıt Hücrelerinde Grafen

En küçük atom olarak bilinen hidrojen atomları bile Grafenden geçemez. Başka bir araştırmada, Sir Andre Geim ve ekibi, protonların grafen tarafından engellenip engellenmeyeceğini test etti. Şaşırtıcı bir şekilde, protonlar grafenden geçebilirdi. Bu özellik, dayanıklılığı ve verimliliği azaltan yakıt hücrelerinde büyük bir sorun olan yakıt geçişini düşürerek yakıt hücrelerinin performansını artıracaktır.

Grafenin Tıpta Uygulamaları

7. İlaç Tesliminde Grafen

Fonksiyonelleştirilmiş grafen, kanser hastaları için kemoterapi ilaçlarını tümörlere taşımak için kullanılabilir. Grafen bazlı taşıyıcılar, kanser hücrelerini daha iyi hedefledi ve etkilenen sağlıklı hücrelerin toksisitesini azalttı ve azalttı. İlaç verilmesi kanser tedavisi ile sınırlı değildir, antiinflamatuar ilaçlar da grafen ve kitosan kombinasyonları ile taşınmış ve umut verici sonuçlar vermiştir.

8. Kanser Tedavisinde Grafen

Grafen ayrıca hastalığın erken evrelerinde kanser hücrelerini tespit edebilir. Dahası, tümörün doğru oluşumuna müdahale ederek veya kanser hücrelerinin ölümüne yol açan otofajiye neden olarak birçok kanser türünde daha fazla büyümelerini durdurabilir.

9. Gen İletiminde Grafen

Gen iletimi, yabancı DNA’yı hücrelere getirerek bazı genetik hastalıkları iyileştirmek için kullanılan bir yöntemdir. Polietilenimin ile modifiye edilmiş grafen Oksit bu amaçlar için kullanılabilir, ilaç verme durumunda olduğu gibi düşük sitotoksisite göstermesi beklenir.

10. Fototermal Tedavide Grafen

Fototermal terapi (PTT), vücudun hedeflenen bölgesindeki anormal hücreleri, bu hücreleri tahrip edebilen ısı yaratan özel bir maddeye ışınlayarak ortadan kaldırmak için kullanılan bir yaklaşımdır. Grafen oksit, PTT’nin etkinliğini çeşitli yollarla artırır. Birincisi, aynı anda PTT’ye maruz kalırken tümör hücrelerine kemoterapötik ilaçları taşımak için kullanılabilir. Kemoterapi ve PTT’yi bu şekilde birleştirmek, bu yaklaşımlardan birini tek başına kullanmaktan daha etkilidir. PTT sırasında kanser hücrelerinin biyo-görüntülenmesi için indirgenmiş grafen oksit (QD-CRGO) nanokompozit kullanılabilir. Dahası, Texas Tech ve Texas A&M Üniversitesi’nden bir grup bilim insanı araştırmalarında, beyin kanseri için PTT için bir platform olarak biyouyumlu porfirin ile işlevselleştirilmiş grafen oksidin kullanılmasının, tek başına PTT’den daha fazla kanser hücresi öldürdüğünü ve buna zarar vermediğini gösterdi. sağlıklı hücreler.

11. Diyabet İzlemede Grafen

Bath Üniversitesi’nden bilim adamları, şu anda kullanılan parmak delme testlerinin aksine cildi delmeyen bir kan şekeri izleme testi geliştirdiler. Bir grafen sensörü içeren bu yama, en az bir saç folikülü içeren küçük bir alanda çalışabilir. Glikozu hücreler arasında bulunan sıvıdan çekerek tespit eder. Bu sadece ağrılı kan şekeri izleme yöntemlerini sona erdirmekle kalmaz, aynı zamanda sonuçların doğruluğunu da artırması beklenir.

12. Diyalizde Grafen

Grafen membranlar yalnızca enerji, nükleer ve gıda endüstrileri için yararlı değildir. MIT’den bir grup araştırmacı, grafenin kanı atıklardan, ilaçlardan ve kimyasallardan filtrelemek için de kullanılabileceğini gösterdi. Grafenin bu durumda üstünlüğü, geleneksel membranlardan 20 kat daha ince olması ve bu da hastalar için diyalizde geçirilen sürenin önemli ölçüde azalmasına neden olmasıdır.

13. Kemik ve Diş İmplantasyonunda Grafen

Bir kalsiyum apatit formu olan hidroksiapatit, rejenere kemik ve diş dokuları için sentetik bir kemik ikamesi olarak kullanılan bir malzemedir. Hidroksiapatit ve Kitosan ile birleştirilen grafen, tek başına HAp ile karşılaştırıldığında, ikame maddenin mukavemetinde, korozyon direncinde, esnekliğinde ve mekanik ve osteojenik özelliklerinde artış göstermiştir.

14. Doku Mühendisliği ve Hücre Tedavisinde Grafen

Grafenin iyileştirebileceği tek doku kemikler değildir. Bazı grafen formlarının, insan osteoblastları ve insan mezenkimal hücreleri ile uyumlu olduğu ve hücrelerin fizyolojik mikro çevresi ile benzer özellikler gösterdiği gösterilmiştir. Bu yöntemle büyütülen hücreler, hücrelerin canlılığı üzerinde etkisiz kalırken daha iyi büyüme, proliferasyon ve farklılaşma gösterdi. Kök hücreler, nöronal bozuklukları veya nörodejeneratif hastalıkları olan kişilerin yaşamlarını iyileştirmek için doku yeniden yapılandırmasında özellikle önemlidir.

15. Grafen UV Sensörleri

UV sensörleri, cilt problemlerine ve hatta kansere yol açabilecek tehlikeli ultraviyole radyasyon seviyelerini tespit etmek için kullanılır. Bununla birlikte, UV sensörlerinin tek kullanımı bu değildir, askeri, optik iletişim ve çevresel izlemede de kullanılırlar. Grafen tek başına yüksek bir ışık duyarlılığı göstermeyebilir, ancak diğer malzemelerle birleştirildiğinde, yakın gelecekte giyilebilir elektronik gibi teknolojilere yol açacak esnek, şeffaf, çevre dostu ve düşük maliyetli UV sensörleri oluştururlar.

16. Beyin İçin Grafen

Beyin hakkındaki gizemler henüz tam olarak açığa çıkmadı. Grafen tabanlı bir teknoloji, bilim insanlarının beynin elektriksel aktivitesini kaydederek bilinmeyenlerin çoğunu ortaya çıkarmasına izin verebilir. Bu yeni cihaz, eski teknolojilerin sınırlarının altındaki frekansları duyabiliyor ve beynin işleyişine müdahale etmiyor. Beynin nasıl çalıştığına dair araştırmanın yanı sıra, teknoloji bilim adamlarının epilepsi nöbetlerinin arkasındaki nedenleri anlamalarına ve hastalar için tedaviler geliştirmelerine yardımcı olabilir. Dahası, beyin hakkında daha fazla şey keşfetmek, protez uzuvların kontrolü dahil birçok alanda kullanılan yeni Beyin-Bilgisayar arayüzlerinin geliştirilmesine yol açabilir.

17. HIV Tanısında Grafen

Tüm gelişmelere rağmen, mevcut HIV teşhis yöntemlerinde birçok dezavantaj vardır. Hastaya bulaştıktan yaklaşık bir ay sonra vücuttaki antikorları tespit edebilir veya virüsün kendisini tespit edebilirler ancak bu yöntemlerin kendilerini işlemesi biraz zaman alır ve antikor yöntemine göre daha pahalıdır. Altın Nanopartiküller içeren silikon veya grafenden yapılmış bir biyosensör, HIV üzerinde bulunan bir antijen olan p24’ü hedefleyen İspanyol Ulusal Araştırma Konseyi tarafından geliştirildi. Yeni yöntem, virüsü enfekte olduktan yalnızca bir hafta sonra ve mevcut testlerin fark edebileceğinden 100.000 kat daha düşük seviyelerde tespit edebiliyor. Ayrıca, testin sonuçları test edildikten sonraki 5 saat içinde hazırdır.

18. Grafen Biyosensörleri

Grafenin avantajlarından biri, minimum miktarda maddeyi tespit etme kabiliyetidir. Büyük hacimdeki tek bir molekül bile onunla tespit edilebilir. Grafen, grafen oksit veya indirgenmiş grafen oksitten yapılan biyosensörler, DNA, ATP, dopamin, oligonükleotidler, trombin ve farklı atomları tespit ederken ultra hassas özellikler gösterir. Halihazırda grafen ile yapılmış tıbbi sensörler satan birkaç tıbbi şirket var.

19. Grafen Bakterisit

Grafen, dış katmanları arasında hücre zarlarına zarar vererek bakteri, virüs ve mantar gibi mikroorganizmaların oluşumunu önlediği için muhteşem bir bakteri öldürücü maddedir. Grafen, Grafen Oksit ve indirgenmiş Grafen Oksit’in farklı türevleriyle karşılaştırıldığında en iyi antibakteriyel etkileri gösterir. GO aynı zamanda antibakteriyel özellikleri daha da artırmak için gümüş nanopartiküller içeren bir bileşik olarak da kullanılabilir.

20. Doğum Kontrolünde Grafen

Grafen, prezervatifte istenen tüm özelliklere sahiptir: Esnek, ekstra güçlü ve son derece incedir. Manchester Üniversitesi’nden araştırmacılar, grafen ve lateksten oluşan bir “süper prezervatif” geliştirmek için çalıştılar. Araştırma, Bill ve Melinda Gates Vakfı’ndan biri de dahil olmak üzere birçok fon aldı.

21. Sağır-Dilsiz İletişimde Grafen

Bir grup Çinli bilim insanı, işaret dilini metne ve konuşma diline çevirebilen giyilebilir, biyo-entegre bir cihaz geliştirdi. Cihaz, grafenin inanılmaz iletkenlik ve esneklik özelliklerini kullanır.

22. Vücut Taramalarında Grafen

X ışınlarının aksine vücut taraması için kullanılabilen T dalgaları insan vücuduna zararsızdır. Ancak, bir püf noktası var. T dalgalarının veya THZ radyasyonunun hem tespit edilmesi hem de üretilmesi zordur. İyi haber şu ki, bazı modifikasyonların ve diğer malzemelerin yardımıyla CVD grafen, THZ radyasyonunu başarılı bir şekilde tespit edebilir. Bu sadece daha güvenli vücut taramalarına değil, aynı zamanda gelecekte inanılmaz derecede daha hızlı internete de yol açacaktır.

Grafenin Elektronikte Uygulamaları

23. Işık Üretmede Grafen

MIT’deki araştırmacılar, ışığın grafenin yüzeyine çarptığında yavaşladığını ve fotonların, grafen üzerinde hareket ederken artan elektron hızına çok yakın bir hızda hareket etmeye başladığını keşfettiler. Bu tesadüf, elektronlar için ışık bariyerini kırmayı mümkün kılar ve ışık yaratır. Bu yöntemin floresan veya LED’ler gibi geleneksel ışık üretme yöntemlerine göre avantajı, daha verimli, daha hızlı, kompakt ve kontrol edilebilir olması ve grafenden ışık üretmenin daha da küçülmek için önemli bir kilometre taşı olacağı gibi görünüyor. daha hızlı ve daha verimli bilgisayar çipleri.

24. Grafen Transistörler

Silikonun yerini grafen ile değiştiren yeni süpertransistörler, günümüz teknolojisine göre bilgisayarların hızını bin kata kadar artırabiliyor. Bilgisayarların hızının artırılması, blok zinciri, dış uzay simülasyonları, robotlar ve borsalar dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere birçok teknolojinin geliştirilebilmesi için çok önemli bir adımdır.

25. Su Geçirmez Elektroniklerde Grafen

İnsanların korktuğu elektronik cihazların temel sorunlarından biri suya düşürülmesidir. Cihazı sıkı geçme vidalarla kaplamak yerine grafen bu soruna harika bir çözüm sunuyor. Iowa Eyalet Üniversitesi’nden mühendisler, grafen şeffaf, güçlü ve elektrik ilettiği için cihazın devrelerini grafen pullarıyla yazdırıyor. Grafen pulları belirli bir sırayla düzenlenir ve bunları birleştirmek için iletken olmayan bağlayıcılar kullanılır, bu da iletkenliği artırır. Çoğu uygulama alanında olduğu gibi grafen bu soruna yine harika bir çözüm getiriyor.

26. Giyilebilir Elektronikte Grafen

Araştırmacılar, giyilebilir cihazlara güç sağlamanın yeni yollarını arıyor. Olağanüstü yollardan biri, grafenli bir kumaş üzerine basılmış esnek pillerdir. Bu, insanların pillerini takmalarına ve akıllı telefonlarına veya diğer cihazlarına tam anlamıyla güç sağlamalarına olanak tanır. Bu başarılabilirse çevre dostu ve enerji depolayabilen akıllı bir e-tekstil olacaktır. Ağır güç bankaları veya şarj cihazları taşımak, bu harika fikrin icat edilmesiyle tarihe karışacak.

27. Dokunmatik Ekranlar için Grafen

İndiyum kalay oksit (ITO), akıllı telefonların, tabletlerin ve bilgisayarların şeffaf iletkeni olarak kullanılan ticari bir üründür. Rice Üniversitesi’nden araştırmacılar, dokunmatik ekranlarda kullanılmak üzere grafen bazlı ince bir film geliştirdiler. Grafen esaslı ince filmin, daha düşük direnç ve daha yüksek şeffaflığa sahip olduğu için performans açısından ITO ve diğer tüm malzemeleri geride bıraktığı bulunmuştur. Bu nedenle, Grafen, ITO’nun yerini alması için yeni aday malzemedir.

28. Esnek Ekranlarda Grafen

Teknoloji dünyası, akıllı telefonlar veya tabletler gibi ürünlere dahil edilecek bir malzeme olarak grafenin standardizasyonunun en büyük yararlanıcılarından biri olacaktır. Akıllı telefonlar dünyasında ilerlemek için kesin bir adım olacaktır.

Son zamanlarda bir Çinli şirket, grafen dokunmatik ekranlı bükülebilir bir akıllı telefon üretti. Bir kat grafen güçlü, hafif, şeffaf ve çok iletken olduğu için akıllı telefon üretimi için tüm gereksinimleri karşılar. Çinli şirketin akıllı telefonu bir bükülmeyi tamamen sarma özelliğine sahip ve sadece 200 gram ağırlığında ve bu da kullanım için mükemmel bir kolaylık sunuyor. Bununla birlikte, grafen üretimi, akıllı telefonlarda kullanılan diğer malzemelere göre endüstriyel ölçekte pahalıdır. Araştırmacılar, daha düşük maliyetlerle grafen üretmenin yollarını arıyorlar. Bu sorun ve diğerleri çözüldüğünde, gelecekte eski telefonların yerini bu esnek akıllı telefonlara bırakacak gibi görünüyor.

29. Sabit Disklerde ve Hafızalarda Grafen

Genellikle grafen, en azından kontrol edilebilir veya kullanışlı bir şekilde manyetik olarak kabul edilmez. 2015 yılında ABD Deniz Araştırma Laboratuvarı araştırmacıları, grafeni güvenilir ve kontrol edilebilir bir elektromanyetik malzemeye dönüştürmenin bir yolunu buldular. Bu yenilik sabit disklerde kullanılırsa, bugün kullandığımızdan neredeyse bir milyon kat daha büyük bir kapasiteye sahip olması bekleniyor.

30. Elastik Robotlarda Grafen

Bir araştırma ekibi, esnek veya elastik robotik parçalar oluştururken çok sayıda uygulamada kullanılabilmesi için yakın kızılötesi ışığa duyarlı bir jel geliştirdi. Bu yöntemle oluşturulan yılan benzeri robotlar, dışarıdan gelen herhangi bir kuvvet olmaksızın şeklini değiştirebilmektedir. Gelecekteki uygulamaları, arama-kurtarmadan tıbbi operasyonlara kadar değişebilir.

31. Süperiletken Olarak Grafen

Bilim adamları, grafenin süper iletken bir malzeme olarak da kullanılabileceğini keşfettiler. İki Grafen katmanı elektronu herhangi bir direnç olmadan iletebilir. Bu, bu iki grafen katmanını 1,1 ° ‘lik bir’ sihirli açıda ‘bükerek başarılabilir. Süper iletken malzemelerin çoğu, özelliklerini mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda gösterir. Normal olanlara göre Yüksek sıcaklıkta süper iletken malzemeler bile yaklaşık -140 ° C’de çalışabilir. Başka bir deyişle, bu süper iletken malzemeler soğutma için çok büyük bir enerji gerektirir. Grafen, oda sıcaklığına yakın sıcaklıklarda süper iletken bir malzeme olarak kullanılabilirse, birçok uygulama alanı için büyük bir devrim olacaktır.

32. Optoelektronikte Grafen

Zaman geçtikçe enerji ve güç ihtiyacı arttığı için araştırmacılar optik iletişim için yeni bir malzeme üzerinde çalışıyorlar. Farklı üniversitelerin iş birliği ile yürütülen bir araştırma, grafenin silikon ile entegre edilmesinin mevcut silikon fotonik teknolojisini yenebileceğini göstermiştir. Mevcut sanat durumunu nasıl yenebilir? Çünkü grafen ile yapılan cihazlar daha ucuz, daha basit ve yüksek ölçekli dalga boylarında çalışıyor. Görünüşe göre grafen, düşük enerjili bir optik telekomünikasyon ve diğer birçok uygun optik sistem sunacak.

33. Optik Sensörlerde Grafen

Grafen, süper özelliklerinden dolayı endüstri ve bilimde birçok atılımlara sahiptir. Araştırmacılar, optik sensörleri küçültmek için ışığı küçültmeye çalıştı. Son zamanlarda, Barselona’daki Fotonik Bilimler Enstitüsü (ICFO), Graphene Flagship ekibinin işbirliği ile, birçok araştırmacı tarafından imkansız olduğu düşünülen ışığın tek bir atom kalınlığına indirgenmesini açıklayan bir çalışma yürüttü. Bu keşif, ultra küçük optik sensörler ve anahtarlarda büyük bir adıma yol açacak.

34. Grafen Güvenlik Sensörleri

Grafenin ilk pratik ve gerçek uygulamalarından biri güvenlik etiketleriydi. Birçok mağazanın kullandığı hacimli sensörler yerine grafen ile yapılan sensörler daha küçük, daha estetik, devreye zarar vermeden bükülebiliyor ve etiket başına sadece birkaç kuruşa mal oluyor.

Grafenin Gıda Endüstrisindeki Uygulamaları

35. Gıda Ambalajında Grafen

Grafen, su ve oksijen transferini engellediği için kaplama malzemesi olarak da kullanılabilir. Grafen membranlar, yiyecek ve ilaçları daha uzun süre taze tutarak gıda veya ilaç ambalajlarında kullanılabilir. Basit bir uygulama gibi görünebilir, ancak insanların her gün attığı gıda israfı miktarını önemli ölçüde azaltabilir.

36. Su Arıtmada Grafen

Normalde, su arıtma basit bir süreç değildir ve sürecin fizibilitesi suyun ne kadar kirlendiğine bağlıdır. Avustralyalı bir bilim adamı, suyu bir adımda arıtmak için düşük maliyetli bir teknik buldu. Filtre olarak ‘GrapHair’ olarak da adlandırılan soya bazlı grafen kullanılır. Bu filtre, en kirli suyu içilebilir hale getirebilir. diğer yöntemlere göre daha verimli, daha ucuz ve çevre dostudur.

37. Tuzdan Arındırmada Grafen

Gezegende bulunan toplam suyun yaklaşık% 97,5’i tuzludur. Ne kadar kuyu kazarsak açalım, toplamın sadece% 2,5’i tatlı su. Grafen kullanan ağlara dayalı filtreler harika sonuçlar verdi. Manchester Üniversitesi, daha yüksek yoğunluğa sahip olan ve su parçacıklarının geçmesine izin veren ancak tuzları engelleyen filtreleme eleği yapmak için grafeni kullandı.

38. Bitki Korumada Grafen

Grafen, sensörler için harika bir malzemedir. Grafenin benzersiz yapısı sayesinde mikro boyutlu sensörler üretilebilir. Bir molekülün çevre için tehlikeli olup olmadığını tespit edebilir. Bu sensörler gıda endüstrisinde, özellikle mahsul korumada kullanılabilir. Çiftçiler, mahsul için tehlikeli ve zararlı gazları takip edip tespit edebilmekte ve grafen sensörleri yardımıyla atmosferik şartlara ve hatta bitkilerin nem seviyesine ve “susuzluğuna” bağlı olarak mahsulün büyümesi için ideal alanları belirleyebilmektedir.

39. Gıda Güvenliği için Grafen

ABD Pirinç Üniversitesi tarafından yapılan araştırmalar, lazerle indüklenen grafenin tahta, ekmek, hindistancevizi vb. Gibi çeşitli maddelere uygulanabileceğini göstermiştir. Üzerinde mürekkeple basılmış desen bulunan bir madde gibi görünebilir, ancak değildir. Lazer, malzemeyi karbonlaştırır ve karbonlanmış malzeme grafene dönüştürülür. İstenilen herhangi bir model bu teknikle elde edilebilir. Gıda güvenliği ile ilgili sorunlar bu teknikle aşılabilir.

Sporda Grafenin Uygulamaları

40. Ayakkabılarda Grafen

Grafen spor ayakkabı? Evet, bu durumda tamamen kullanılmasa da, diğer kompozit malzemeler bundan yararlanır. Aslında saf grafenden yapılmış bir tabanın yüzlerce yıl dayanabileceği iddia ediliyor. Manchester Üniversitesi ve spor markası Inov-8, dış tabanların mukavemet ve esneklik özelliklerini% 50 artıran grafen kullanarak bir ayakkabı geliştirdi. Bu ayakkabılar daha dayanıklıdır ve kemiklere ve eklemlere zarar verebilecek darbeleri emer.

41. Kasklarda Grafen

İdeal bir kask güçlü, darbeye dayanıklı, dayanıklı, rahat ve hafif olacaktır. Grafen inanılmaz derecede güçlü, hafif ve esnektir. Kurşun geçirmez yeleklerde bile kullanıldığından darbelere kesinlikle direnebilir. Bu özellikleri ile grafen ticari olarak motosiklet kasklarında kullanılmaktadır.

42. Lastiklerde Grafen

Grafen ayrıca daha akıllı lastikler ve spor bisiklet bileşenleri yapmak için kullanılır. Bisikletin lastiklerine grafen eklemek görünüşte delinme direncini ve hızını arttırır, yuvarlanma direncini azaltır ve onları daha hafif, daha güçlü, daha hızlı ve daha dayanıklı hale getirir.

43. Grafen Giysileri

Kumaşlarda grafen liflerinin kullanılması, ısıyı koruyabilen ve UV’yi engelleyebilen antibakteriyel ve anti-statik giysiler sunar. Bu kumaşlar, dış mekan spor kıyafetleri, toprak bakterilerini uzaklaştıran çocuklar için pijamalar ve hatta yüzeyinde bakteri gelişimini önlemek için ev mobilyaları oluşturmak için kullanılabilir.

44. Grafen Raketleri

Grafen, servis hızını ve dengesini artırırken raketin enerji dağılımını ve ağırlığını iyileştirebilir. Tenis ekipmanı üreticisi Head, Novak Djokovic ve Sascha Zverev gibi tenis yıldızları tarafından halihazırda kullanılan “Graphene 360” adlı, grafen ile geliştirilmiş, piyasada bulunan bir dizi raket geliştirdi.

45. Grafen Elektronik Dövmeler ve Fitness Takibi

Graphene Electronic Tattoo (GET), Teksas Üniversitesi’ndeki bilim adamları tarafından geliştirilmiştir. Birincisi, neme karşı daha dirençlidirler, daha fazla elastikiyete sahiptirler -% 40’a kadar büyüme veya küçülme kabiliyetine sahiptirler, 463 ± 30 nm toplam kalınlığa ve yaklaşık% 85 optik şeffaflığa sahiptirler. İkinci bir deri gibiler. Bu dövmeler kalp atış hızını, sıcaklığı, hidrasyon seviyelerini, oksijen doygunluğunu ve hatta UV’ye maruz kalma seviyesini izlemek için kullanılabilir. Uygulama alanları fitness takibinden ilaca kadar değişebilir.

Grafenin Diğer Uygulamaları

46. Grafen ve İpek

Çin’deki araştırmacılar, halihazırda harika özelliklere sahip olan ipeğin özelliklerini geliştirmek için bir araştırma yaptılar. İpekböcekleri beyaz dut yapraklarını yerler. Araştırmacılar yapraklara yüzde 0,2 grafen içeren bir çözelti püskürttüler ve ipekböceklerinin yaprakları yemesine izin verdiler. Bulgular umut vericiydi çünkü grafen püskürtülmüş yapraklarla beslenen ticari ipekböcekleri, normal bir ipekböceğinin verebileceğinden on kat fazlasını veriyor. Grafenin ne kadarının ipekböcekleri tarafından sindirildiği belirsizken, bu çalışma son yılların gündeminde olan akıllı giyim üzerine olumlu bir etki yapacak.

47. Çimentoda Grafen

Zaman geçtikçe grafenin potansiyel uygulama alanları genişler. Grafenin önemli potansiyel kullanımlarından biri inşaat endüstrisidir çünkü grafen güçlü ve aynı zamanda hafiftir ve inşaat için mükemmeldir. Çelik yerine kullanılabilir, ancak güç ve ağırlık tek parametreler değildir. Grafenin ana sorunu, çatlağın grafende çok hızlı yayılması ve bu da feci arızalara neden olabilmesidir. Araştırmacılar, grafeni inşaatta kullanmanın yollarını bulmaya çalışıyorlar. Exeter Üniversitesi’nden bir grup araştırmacı, takviye malzemesi olarak çimentoda grafeni kullandı ve test etti. Sonuç olarak 2,5 kat daha güçlü ve 4 kat daha az su geçirgen beton elde edilmiş, bu da grafenin inşaatta harika bir donatı malzemesi olabileceğini kanıtlamıştır.

48. İzolasyonda Grafen

İki grafen yaprağı sihirli bir açıyla düzenlendiğinde grafen bir süper iletken veya yalıtkan malzeme olarak kullanılabilir. Arabaların, gemilerin veya uçakların metal parçalarının çoğu paslanma sorunu yaşıyor. Grafen boya ile birleştirildiğinde, paslanmaz yüzeyler oluşturmak için harika bir yalıtım malzemesi olabilir. Diğer bir uygulama, tuğla ve taşların kaplanması olabilir. Bu şekilde su geçirmez evler yapılabilir.

49. Hoparlörlerde ve Kulaklıklarda Grafen

Hoparlör, havadaki bir membranı titreştirerek elektriği sese dönüştürür. Grafen, hafif ve büyük sertlikte membranlar yapmak için kullanılır. Ayrıca kulaklıklar, grafenle güçlendirilmiş küçük bir diyafram kullanır. ORA Sound şirketi tarafından geliştirilen bir kulaklık olan GrapheneQ, daha hafif ve daha küçüktür ve aynı zamanda daha az enerji ile daha yüksek ve kaliteli seslere ulaşabilir.

50. Fotoğrafçılıkta Grafen

Olağanüstü özellikleri ve ultraviyole, görünür ve kızılötesi ışıklara karşı yüksek hassasiyeti nedeniyle grafen, dijital fotoğrafçılığı ve optik modülatörlerin ve fotoreseptörlerin dahil olduğu herhangi bir disiplini zorlamak için ideal malzemelerden biri gibi görünüyor. Kameraların grafen ve kuantum nokta ile geliştirilmiş sensörleri, şimdiye kadar herhangi bir küçük sensörden daha yüksek çözünürlük seviyelerine ulaşırken daha küçük ve daha hafif olabilir.

51. Otomotivde Grafen

Grafenin olağanüstü gücü ve sertliği esnekliği ile birleştiğinde, şoklara karşı bağışık otomobiller yaratmaya başlamak için mükemmeldir. Üstelik kazaya dayanıklı araçlar da oluşturulabilir. Bu, karayolu ölümlerinde doğrudan bir düşüşe neden olacaktır. On yıl içinde showroomlarda görebileceğimiz grafen arabaların da daha ucuz ve daha hafif olması bekleniyor.

52. Uçaklarda Grafen

İngiltere’den bilim adamları, uçağın kanatlarının karbon fiber kaplamasında grafen içeren bir uçak tasarladı. Model düzlem, Prospero, kanatları geliştirilmiş kompozitin yalnızca bir katmanıyla kaplamaya yettiği için daha hafifti. Daha az yakıt tüketir, etkiye daha iyi direnir ve ayrıca daha düşük çevresel maliyetlere sahiptir.

53. Grafen Boyalar

Her ressam bunu çok iyi bilir: Nem, resmin bir numaralı düşmanıdır. Graphenstone, grafen boyama çözümleri üreten bir şirkettir. Sonuç? Işık daha iyi sıçrar, varilleri ve bodrumları korur, metrekare başına 120 gram CO2 emer ve metallerle temastan kaynaklanan korozyona dayanabilir.

54. Balistikte Grafen

Kevlar, kurşun geçirmez yelek, kask ve koruyucu kıyafet ve hatta silah imalatında kullanılır. Ancak grafenin daha fazla işlenebilirliği vardır ve kaza durumunda ve kan dolaşımıyla temas halinde tıbbi olarak daha güvenlidir. Dahası, Kevlar ve grafen kompozitlerin aşınması daha hafiftir ve tek başına Kevlar ile karşılaştırıldığında elyafların korunması için ısı emilimini arttırır.

55. Askeri Koruyucu Donanımlarda Grafen

Grafen için gündeme getirilen gelecekteki kullanımlardan biri silah endüstrisine yöneliktir. Özellikle, kullanışlılığı kalkanlama ve korumaya yönelik olacaktır. Kask, kurşun geçirmez yelek ve daha birçok aksesuar yapımında kullanılabilir. Aslında, polis güçlerinin ve ordularının geleceği için belirleyici bir malzeme olabilir.

56. Termal ve Kızılötesi Görmede Grafen

Görebildiğimiz büyük bir gelişme, termal ve kızılötesi görüşe izin veren grafen lenslerin geliştirilmesidir. Grafen, kullanıcıya kızılötesi ve termal görüş sağlayan dahili bir kamera ile bu tür ultra ince cihazların üretilmesine izin verir. Şimdiye kadar sadece bilim kurgu filmlerinde gördüğümüz bir şey.

57. Makine Yağlarında Grafen

Endüstriyel makineler çoğunlukla sürtünmeden muzdariptir çünkü sürtünme makinelerin dayanıklılığını, gücünü, verimini ve çalışma ömrünü olumsuz etkiler. Bu etkileri en aza indirmek için katı veya sıvı yağlayıcılar kullanılır. Son zamanlarda sayısız potansiyel uygulama alanına sahip olan grafen bu konuda öne çıkmaya başladı. Neden grafen? Çünkü geleneksel malzemelere kıyasla mükemmel sürtünme ve aşınma özellikleri sunar. Aynı zamanda katı veya sıvı yağlayıcı olarak da kullanılabilir. Ek olarak, büyük bir kimyasal inertliğe, pürüzsüz ve yoğun bir şekilde paketlenmiş yüzeye sahip olması, grafeni harika bir yağlayıcı malzeme yapar.

58. Cam için Korozyon Korumada Grafen

Grafenin uygulama alanlarından biri de cam kaplama malzemesi olarak kullanılabilmesidir. Cam, korozyona karşı yüksek dirençli bir malzeme olmasına rağmen, yüksek nem veya aşırı pH değerleri gibi bazı koşullar altında korozyona uğrayabilir. Ayrıca, camın dayanıklılığı, ilaç veya optik endüstrisi gibi bazı alanlarda hayati öneme sahip olabilir. Korozyon, oksidasyon, elektromanyetik radyasyon gibi her türlü arızayı önler. Yüksek şeffaflığa ve yüksek kimyasal inertliğe sahip grafen, camın korunması için umut verici bir malzeme olabilir.

59. Radyasyon Korumasında Grafen

Bilim adamları, insan sağlığı için çok tehlikeli olduğu için radyasyonu minimumda tutmaya çalışıyorlar. Bu amaçla, radyasyona karşı koruyucu malzeme olarak çeşitli malzemeler kullanılabilir, ancak ekranlamanın etkinliğini etkileyen birçok parametre vardır. Grafen, zayıf bir radyasyon emici olarak bilinir, ancak bilim adamları, grafen levhalar olan çok katmanlı formda kullanıldığında harika bir koruyucu malzeme olabileceğini keşfettiler. Grafen, düşük üretim maliyeti, hafifliği ve diğer koruyucu malzemelerle karşılaştırıldığında yüksek verimliliği sayesinde bu amaç için olağanüstü bir malzemedir.

60. Korozyon Önleyici Petrol ve Gaz Boruları için Grafen

Petrol veya gaz taşımak için kullanılan su altı boruları, CO2 ve su bazen dış katmanlardan geçebildiği için zamanla korozyona uğrar. Bunları onarmak maliyetlidir ve korozyon nedeniyle kırılırlarsa, su yaşamı için toksik olabilecek içeriği serbest bırakırlar. Manchester Üniversitesi’nden araştırmacılar ve teknoloji firması TWI, grafen nanoplateletler ile bir kaplama geliştirdi ve bunu, boruların deniz altında karşılaşacağı sıcaklık ve basınç koşulları altında test etti. Sonuç olarak, CO2 geçirgenliği% 90 azaldı ve diğer aşındırıcı maddelerin geçirgenliği de azaldı.

Lityum İyon Piller ve Grafen Piller

Bugün kullandığımız en iyi li-ion pil ile karşılaştırıldığında, grafen pil beş kat daha fazla enerji yoğunluğuna sahiptir. Ayrıca, 400 şarj / deşarj döngüsünden sonra kapasite kaybı gözlenmedi. İlk paragrafa atıfta bulunarak, li-ion pillerin patlama dahil sorunlara neden olabileceğini söyledik. Buna karşın grafen piller güvenlik açısından daha güvenilirdir. Dahası, grafen, doğada bulunabilen bir karbon allotropu olduğundan, onu lityum üzerinden kullanmak çevre dostu ve düşük maliyetlidir.

Grafen Akünün Avantajları

Bugün kullandığımız en iyi li-ion pil ile karşılaştırıldığında, grafen pil beş kat daha fazla enerji yoğunluğuna sahiptir. Ayrıca, 400 şarj / deşarj döngüsünden sonra kapasite kaybı gözlenmedi. İlk paragrafa atıfta bulunarak, li-ion pillerin patlama dahil sorunlara neden olabileceğini söyledik. Buna karşın grafen piller güvenlik açısından daha güvenilirdir. Dahası, grafen, doğada bulunabilen bir karbon allotropu olduğundan, onu lityum üzerinden kullanmak çevre dostu ve düşük maliyetlidir.

Grafen Pilin Geleceği

Graphene Flagship, endüstriyel bir materyal olarak grafen yardımı ile ekonomik büyümeyi, yeni işler ve fırsatlar yaratmayı amaçlayan 23 ülkeden 150’den fazla akademik ve endüstriyel araştırma grubunu bir araya getiriyor. Avrupa Birliği tarafından 1 milyar avroluk bir bütçeyle finanse edilen Graphene Flagship, Avrupa’nın şimdiye kadar en büyük arama girişimini inşa ediyor. Gelecek, sürdürülebilir ve biyo uyumlu malzemelere bağlı olduğundan, biz de enerjiye güveniyoruz. Böylece, grafen piller önümüzdeki yıllarda toplumun ilk tercihi olarak görünmektedir.

Grafen Levha

Grafen Plaka Film , çok çeşitli pazar uygulamalarını kapsamak için güçlü bir amaca sahiptir: EMI(Elektromanyetik Koruma) korumadan esnek dokunmatik ekranlara ve dönüştürülebilir.

Grafen solüsyonu ile kaplanmış PET filmlerden oluşmaktadır. PET filmleri oksidasyona dayanıklıdır. Elektrik iletkenlikleri bir çok bükülme döngüsünden sonra stabildir, bu da bu ürünün yüksek iletken esnek bir tabaka olduğu anlamına gelir.

Grafen Plakalar

Grafen Plaka, Boyut: 29 cm x 59 cm, Kalınlık 35 µm

Grafen Plaka, Boyut: 29 cm x 29 cm, Kalınlık 35 µm

Grafen Levha, Ebat: 1 cm x 1 cm, Kalınlık: 35 µm, Yüksek İletkenlik

Grafen Levha, Ebat: 10 cm x 10 cm, Kalınlık: 35 µm, Yüksek İletkenlik

Grafen Levha, Ebat: 29 cm x 29 cm, Kalınlık: 35 µm, Yüksek İletkenlik

Grafen Levha, Ebat: 29 cm x 59 cm, Kalınlık: 35 µm, Yüksek İletkenlik

Grafen Levha, Boyut: 5cm x 5cm, Kalınlık: 35 µm, Yüksek İletkenlik

Grafen Aerojeller

Grafen aerojel, hammadde olarak yüksek kaliteli levha tabakası <3 grafen oksit ve Fe3O4 nanopartiküller içeren, kendiliğinden monte edilmiş, 3 boyutlu gözenekli bir köpük malzemedir. Aerojel, zengin bir bileşik boşluk yapısı oluşturmak için mikron boyutlu makro gözeneklere ve nano boyutlu mezo gözenekli gözeneklere sahiptir.

Kararlı kimyasal özellikleri, geniş özgül yüzey alanı ve bol gözenekleri ile Grafen  aerojel, bakır, krom, kurşun ve diğer ağır metallerin sudaki adsorpsiyonu için uygundur.

Grafen Aerojeller

Karbon Nanotüpler (CNT) Modifiye Grafen Aerojel, Çap: 1.2 ± 0.1cm, Yükseklik: 1.2 ± 0.1cm

Karbon Nanotüpler (CNT) Modifiye Grafen Aerojel, Çap: 2 ± 0,4 cm, Yükseklik: 2 ± 0,4 cm

Yaklaşan Kendi Kendine Yardım Transfer Nikel Grafen Köpük, Kalınlık: 1 ± 0.1 mm, Boyut: 1×1 cm

Yaklaşan Kendi Kendine Yardım Transfer Nikel Grafen Köpük, Kalınlık: 1 ± 0.1 mm, Boyut: 2×2 cm

Yaklaşan Kendi Kendine Yardım Transfer Nikel Grafen Köpük, Kalınlık: 1 ± 0.1 mm, Boyut: 5×10 cm

Yaklaşan Kendi Kendine Yardım Transfer Nikel Grafen Köpük, Kalınlık: 1 ± 0.1 mm, Boyut: 5×5 cm

Manyetik Grafen Aerojel, Fe3O4 İçeriği:% 50, Çap: 1 ± 0.1 cm

Manyetik Grafen Aerojel, Fe3O4 İçeriği:% 50, Çap: 2 ± 0,4 cm

Manyetik Grafen Aerojel, Fe3O4 İçeriği:% 65, Çap: 1 ± 0.1 cm

Manyetik Grafen Aerojel, Fe3O4 İçeriği:% 65, Çap: 2 ± 0,4 cm

Güçlü Grafen Aerojel, Çap: 1,2 ± 0,1 cm, Yükseklik: 1,2 ± 0,1 cm

Güçlü Grafen Aerojel, Çap: 2 ± 0,4 cm, Yükseklik: 2 ± 0,4 cm

Ultralight Grafen Aerojel, Çap: 1,2 ± 0,1 cm, Yükseklik: 1,2 ± 0,1 cm

Ultralight Grafen Aerojel, Çap: 2 ± 0,4 cm, Yükseklik: 2 ± 0,4 cm

Güneş Panellerin de Grafen Kullanımı

Grafen, diğer metallerin aksine şeffaftır, ışığa duyarlıdır ve esnektir, bu nedenle güneş pillerinde Anahtar bileşen olarak büyük bir potansiyele sahiptir. Günümüzde, düşük maliyetle piyasaya girmeye neredeyse hazır olan grafenden yapılmış birçok güneş hücresi prototipi var.

Grafen güneş pilleri dönüşüm verimliliğinin% 10’una ulaşacak, bu da güneş pilleri pazarında yeni ve güçlü bir rakip olduğu anlamına geliyor. Ve dahası, grafenin inanılmaz bir avantajı var: bir güneş pili ile aynı performansa sahip bir boya veya kaplama olarak da kullanılabilir.

• Güneş panelleri: Grafen kaplamalarımız sayesinde güneş panellerinin ve güneş pillerinin verimliliği artırılabilir.
• Isı yayan kaplama: Grafen Kutusunda, LED ampullerdeki ısıyı dağıtmak için bir kaplama sunuyoruz. Bu etkili ısı dağılımı, ampulün ömrünün uzamasına neden olur.

Grafen Kutusu ayrıca OLED ekranlar, döndürülebilir ekranlar veya fotovoltaik sensörler gibi elektronik uygulamaların araştırılması ve geliştirilmesi için alt katman üzerinde çok çeşitli yüksek kaliteli grafen levhalar sunar.

Ekranlar için Grafen Kullanımı

Grafen günümüzde cihazlar, akıllı telefonlar ve esnek OLED’ler için ekran endüstrisini sallamaktadır. Nitekim son iki yılda ekran sektöründeki firmaların grafen ile ilgili sunduğu patent sayıları arttı. Şu anda piyasada grafenden yapılmış şeffaf ve esnek ekranlar mevcut, bu nedenle esnek saatler ve grafenden yapılmış akıllı telefonlar an meselesi.

Ürün yelpazemizin yanı sıra Lab Serisi ve Fab Serisi, ekran uygulamaları ile ilgili ihtiyaçları karşılamayı amaçlamaktadır:

• Benzersiz bir kullanıcı deneyimi sağlamak için tasarlanmış, grafen dispersiyonu, substrat üzerinde grafen ve grafen tozundan yapılan Smartphone için iki taraflı ekranlar.
• Benzersiz bir kullanıcı deneyimi sağlamak için tasarlanmış, grafen dispersiyonu, substrat üzerinde grafen ve grafen tozundan yapılan Smartphone için iki taraflı ekranlar.
• Halihazırda piyasada bulunan herhangi bir model gibi esnek akıllı telefonlar.
• Grafenden yapılmış OLED kavisli monitör ve ekranlar, ITO ile gerçekleştirilenden daha ucuz ve kirletici.
• Grafen ekranlardan yapılmış Saatler ve Akıllı Bilezikler.
• Grafen kaplı PET Filmler gibi grafen ürünlerimizle mevcut ekranlardan gelen elektromanyetik radyasyonu önlemek için grafenden yapılmış EMI Koruması.

Kauçuk ve Plastik Sektörü için Grafen Kullanımı

Grafen, çok çeşitli yüksek performanslı polimer ve kauçukların seri üretimini mümkün kılmıştır. Plastikler ve kauçuk, dayanıklılığın uygulamanın işlevselliği için kritik olduğu çok çeşitli endüstrilerde kullanılmaktadır. Grafen sayesinde bu dayanıklılık artmış, ürünler ve mekanik sistem parçaları çok daha dayanıklı hale gelmiştir.

Grafen Kutusunda, grafen ile geliştirilmiş kauçuk levhalar ve bir dizi Polipropilen, Polikarbonat, ABS, Poliamid 6 ve Poliamid 66 Masterbatchlerimiz mevcuttur, böylece dayanıklılığın yanı sıra aşağıdaki özellikleri de sağlar:

• Mekanik ve yapısal özelliklerin iyileştirilmesi (daha güçlü ve daha hafif).
• Isıl iletkenliği ve boyutsal kararlılığı artırın.
• Elektriksel iletkenliği artırın.
• Elektriksel iletkenliği artırın.
• Plastik kütlenin azaltılması ve direnç artışı.
• Darbelere karşı artan direnç.
• Çizilme direnci ve leke tutmaz.
• Elektromanyetik kalkan (elektromanyetik dalgaların geçişini engeller). ‘
• İki etkiye sahip alev geciktirici: yanarken polimerin damlamasını önler ve şişen tabakalar oluşturur.
• Statik elektriğe direnç.

Ayrıca, Grafen.com.tr’ de, polimer ve kauçuk sektörünün farklı uygulamalarda çok büyük ve oldukça parçalanmış bir endüstri olduğunu biliyoruz, bu nedenle çevrimiçi mağazamızda, lotlarla birleştirmek için bir katkı maddesi olarak kullanılmak üzere çeşitli tiplerde grafen Nanoplateletler sunuyoruz. Polimerler ve geliştirilmiş özelliklere sahip yeni ve üstün bir malzeme oluşturur.

İnşaat Sektörü için Grafen Kullanımı

İnşaat sektöründe grafen, diğer bileşiklerle entegrasyon kolaylığının muazzam avantajları nedeniyle dikkat çekicidir: grafen, özelliklerini diğer malzemelere aktararak mevcut ürünleri iyileştirebilir:

• Güçlendirilmiş yapılar.
• Kırılmaz cam.
• Etkileşimli zeminler ve duvarlar.
• Ultra güçlü mobilyalar.
• Mevcut ürünlerden daha güçlü ve daha hafif çimentolar.
• Antikorozif kompozit.
• Güneş ışığını emip enerjiye dönüştürebilen reçineler.
• Cephelerin zarar görmesini önlemek için son derece dayanıklı kompozitler.

Grafen.com.tr ekibi, inşaat alanındaki şirketlerin grafenimizle ürünlerinin gücünü ve performansını artırabilmeleri için bir dizi grafen bazlı ürün seçti.

İlaç ve Sağlık Sektörü için Grafen Kullanımı

Grafen, sağlık sektöründe gerçek bir devrime yol açabilir. Çok sayıda araştırmada, yaşamsal belirtileri ölçmek için grafen dayalı prototipler üretiliyor, şimdiye kadar birincil aşamalarında hastalıkların biyobelirteçleri olarak işlev gören grafen nanosensörler, ayrıca sinirlere bilgi aktarabilen grafenden yapay kaslar ve optik protez yetenekli optik sinire bilgi iletme.

Grafen.com.tr, araştırmacılara ve üreticilere tıbbi cihazların yanı sıra kumaş ve diğer antibakteriyel malzemeleri üretmek için düşünülen grafen oksit ile bilimsel araştırmalara odaklanan ‘Grafen Lab’ serisinden ürünlerimizi sunuyoruz.

Piller için Grafen kullanımı

Enerji depolama, grafen kullanımı söz konusu olduğunda en sıcak konulardan biridir. Grafenin özel özelliklerinin çeşitliliği, bu malzemeyi pillerde ve süper kapasitörlerde kullanıma uygun hale getirir:

• Daha büyük yüzey alanı / hacim oranı, daha az alanda daha fazla şarj sağlar.
• Elektronların çok daha hızlı hareket etmesini sağlayan yüksek iletkenlik.
• Korozyonu önlemeye yardımcı olan su yalıtımı.
• Çok daha hızlı şarj sağlar (10 kata kadar daha hızlı).
• Şarj kapasitesini kaybetmeden önce pilin daha fazla dayanıklı olmasını sağlar.

Grafen.com.tr’ de süper verimli güneş panellerinde, lityum iyon pillerde, asit / kurşun pillerde, süper kapasitörlerde ve dakikalar içinde şarj olabilen ve aynı anda çok daha fazla enerji depolayabilen yakıt hücrelerinde kullanılabilen çeşitli grafen ürünleri sunuyoruz. alan miktarı ve mevcut modellerden çok daha uzun ömürlüdür.

Havacılık ve Savunma Endüstrisi için Grafen Kullanımı

Grafen şu anda hem sivil hem de askeri havacılık ve savunma ile ilgili birçok uygulamada kullanılmaktadır. Grafenin havacılık endüstrisinde devrim yaratabilecek bir malzeme olduğunu öne süren çok sayıda özellik var: grafenin veya iletkenliğinin iyileştirilmesi daha hafif, daha güvenli iç mekanlar ve yıkılmaz kanatlar anlamına geliyor.

Hala araştırılmakta olan ve Grafen araştırma için  ürünlerini sunduğu uygulamalara ek olarak (GPS ve iletişim özellikli grafen kasklar, grafen kurşun geçirmez yelekler, patlayıcı dedektörler vb.) Online mağazamızda bulabileceğiniz ürünlerle yapılan güncel uygulamalar:

• Buğu önleyici kristaller
• Grafen kompozitlere sahip daha güçlü ve daha hafif malzemeler, epoksi ile kombinasyon halinde çeliği bile değiştirebilir
• Örneğin, uçakların dışına yıldırım çarpmasının neden olduğu elektrik çarpması önleyici kaplama.
• Daha az tüketim ve daha az kirlilik ile verimi artıran yakıt katkısı.

Aydınlatma için Grafen Kullanımı

Grafen, elektronik ve opto elektronik alanlarında mevcut ürünlerde köklü bir devrim yaratacak. Mevcut hızı ve kapasiteyi yarı boyutta kopyalayan grafen ile çipler, mikroişlemciler ve transistörler oluşturuluyor. Ancak bu ürünler henüz büyük ölçekte üretilmiyor.

Bu nedenle Grafen.com.tr ‘de grafenin zaten büyük ölçekte iyileştirebildiği ve mağazamızda bulunan ürünlere kolayca uygulanabilen elektronik ve aydınlatma uygulamalarını vurguluyoruz:

• Yazdırılabilir Elektronikler: Çeşitli süper iletken baskı teknikleri için grafen mürekkeplerimiz sayesinde, elektronik çipleri doğrudan yazdırabilirsiniz.
• Isı yayan kaplama (TIM termal macun muadili): Grafen Kutusunda, elektronik bileşenlerden ısıyı dağıtmak için bir kaplama sunuyoruz. Bu etkili ısı dağılımı, elektronik bileşenin ömrünün uzamasına neden olur.

Grafen Kutusu ayrıca esnek cihazlar ve elektrotlar veya hiperiletken teller gibi elektronik uygulamaların araştırılması ve geliştirilmesi için substrat üzerinde çok çeşitli yüksek kaliteli grafen levhalar sunar.

Kumaşlarda Grafen Kullanımı

Diğer birçok sektörde olduğu gibi, grafenin de tekstil sektöründe geniş bir uygulama alanı vardır. Medyada, giyilebilir elektronik kavramı ile uğraşanların, yani bir tişört kalp atış hızı monitörü veya aynı zamanda bir ekran olan gözlük gibi kıyafetleri elektronik bir cihaza dönüştüren tüm uygulamaların görkemliliği açısından daha fazla önem taşımaktadır.

Bununla birlikte, Grafen.com.tr’de, mevcut ürünleri tekstil endüstrisindeki birçok şirket için iyileştirecek çok sayıda uygulamayı derledik. Grafeni tekstil lifleriyle karıştırılmış bir kompozit olarak kullanarak aşağıdaki uygulamalar yapılabilir:

• Ameliyathanelerde ve bandaj olarak kullanılmak üzere antibakteriyel kumaşlar.
• Antistatik ayakkabılar.
• Böcek ve kemirgenler kovucu giysiler.
• Daha güçlü ve elastik kumaşlar.
• Leke tutmayan kumaşlar.
• Evin içinde ısıyı koruyan boyalar.
• Antibakteriyel ve kokusuz ayakkabı.

Otomotiv içi Grafen Kullanımı

Grafen, çok çeşitli özellikleri nedeniyle otomotiv sektörü için çeşitli uygulamalar sunar. Grafen.com.tr’de, en ticari potansiyele sahip otomotiv sektörü için grafenin özelliklerini ve uygulamalarını özetliyoruz:

• Mevcut yağlayıcıları iyileştirmek için katkı maddesi: Mevcut yağlayıcılarda grafen kullanımı sayesinde sürtünmeyi azaltmayı, daha iyi direnç sağlamayı ve sürtünmeye maruz kalan parçada bir soğutma etkisi oluşturmayı başarır.
• Korozyon önleyici kaplama: Son derece güçlü ve dayanıklı bir koruyucu tabaka oluşturarak onu korozyon ve pastan izole eder ve çizilmez bir etki sağlar.
• Şu anda yağlayıcılarda kullanılan zararlı katkı maddelerinin yerini alacak eleman.
• Neredeyse kırılmaz buğu önleyici pencereler.
• Daha güçlü, daha dayanıklı ve daha hafif yapılar ve şasi.
• Asfaltı daha iyi kavrayan ve ısınmayan daha esnek lastikler.
• Hibrit veya elektrikli otomobillerde şarj edilmesi daha kısa süren daha dayanıklı piller.
• UVA ışınlarından korunan daha güçlü, daha antibakteriyel iç mekanlar.