ANTİMİKROBİYAL KATKILAR

NANOTEKNOLOJİ ile sahip olduğunuz çeşitli zenginlikler sayesinde birçok problemin üstesinden kolayca gelebilirsiniz. Bütün katkı maddelerinin nasıl kombine edilmesi gerektiğini bilen NANOTEKNOLOJİ teknolojiyi bir tek amaç çerçevesinde kullanmaktadır: Sizleri korumak! Bu sayede kullanmış olduğumuz bütün ürünlerde en yüksek derecede antimikrobiyal güç ve de performans elde ediyoruz.

Sizlere en iyi katkı maddelerini sunacağımızdan emin olabilirsiniz. Polimerler, kaplamalar, plastikler, tekstil ürünleri, seramikler, kumaşlar, kağıtlar ve kartonlar ve bunun gibi daha birçok malzeme türleri için en etkili çözüm önerileri NANOTEKNOLOJİ’da.

Gümüş Yapılı Antimikrobiyal Katkılar

Gümüş bileşenlerden oluşan antimikrobiyal ürünler mikroplar karşısında güçlü koruma sağlar ve yüksek etki gösterir. Bu konuda herhangi bir şüphe taşımanıza asla ama asla gerek yok! Sapasağlam fiziksel özellikler ve yüksek etki bırakma gücü ile beraber kaplamalar, boyalar, tekstiller, polimerler ve diğer malzeme türleri üzerinde kullanmak için biçilmiş kaftandır adeta.

Çinko Yapılı Antimikrobiyal Katkılar

Antimikrobiyal ve antifugal maddeler arasında en tanınmış olanları şüphesiz ki çinko bileşenlere sahiptir. Aynı zamanda bu tür bileşenlere sahip antimikrobiyal katkı maddeleri kepeğe karşı koruma sağlayan şampuanlarda gönül rahatlığı ile kullanılmaktadır.

Bakır Yapılı Antimikrobiyal Katkılar

Bakır tuzları Eski Mısırlılardan beri insanlığın kullanmış olduğu bir alt substrat olarak kullanılagelmiştir. Çok sık bir şekilde dezenfektan ürünlerinin içinde kullanılan bu ürün koruyucu bir yapıya sahiptir. Hijyenik uygulamalarda çok rahat bir şekilde tercih edilebilir. Boyalar ve kaplamalarda çok rahat bir şekilde tercih edilebilir.

Organik Yapılı Antimikrobiyal Katkılar

NANOTEKNOLOJİ olarak tasarladığımız organik ürünler şunlardır:

Fenolik Biyositler

Maliyet bakımından en ekonomik biyosit olarak adlandırılır ve profesyonel kategori başta olmak üzere endüstriyel uygulamalarda koruyucu madde olarak kullanılır ve sıkça başvurulur.

Dörtlü Amonyum Bileşikleri (QAC yahut QUAT)

Bu antimikrobiyal katkı maddesi hem kullanım alanı hem de sağladığı fayda bakımından birçok farklı kategoride adından sıkça söz ettirmektedir.

Fungusitler ya da Tiabendazoller

Birçok küf türünde, yüzeylerde ve e mantar türlerinde ve bunların yarattığı tahribatlarda kullanılır. Uzun süre dayanan bir koruma içib başvurulması gereken ilk bileşendir.

Alüminyum Toz Gaz Betonlar İçin

Gazbeton Nedir?

Binalara çok yönlü katkılar sağlayan, modern dünyanın duvar örgü malzemesi olarak ilk tercihi konumunda olan gazbeton; hafif yapı malzemesidir.

·         Gözenekli hafif bir yapı malzemesidir.

·         Hacim olarak %70-80 gözeneklerden oluşur.

·         Yoğunluğu düşük, masif bir malzemedir.

·         Isı iletkenliği en düşük kagir duvar malzemesidir.

Neden Gazbeton?

Yüksek performansı sayesinde tüm dünyada yaygın olarak kullanılan gazbeton, Amerika’dan Japonya’ya kadar birçok ülkede üretilir. Dünyanın en prestijli şehirlerinin gözde yapılarında kullanılan gazbeton, yüksek ısı yalıtımı özellikleri ile yapının yangın ve deprem güvenliğini arttırması nedeniyle pazarın önemli bir ihtiyacını karşılar.

Projelere Değer Katan Yapı Malzemesi

Üstün özellikleri ile gazbeton, her tip konutta, sosyal ve turistik tesislerde, ticaret ve sanayi yapılarında sağladığı ekonomi, kalite, konfor ve hız nedeniyle güvenle kullanılır.

Yalıtım Gazbetonla Sağlanır

Binalarda meydana gelen ısı kayıplarının büyük kısmı dış duvarlarda oluşur. Bina dış duvarlarında ısı yalıtımı sağlamanın pratik ve ekonomik çözümü gazbeton kullanmaktır. Tuğla, taş, briket gibi malzemelerle yapılmış duvarlar, ilave maddeler ve ek masraflarla gazbetonun tek başına sağladığı üstün yalıtım gücüne ancak ulaşabilirler.

Gazbeton Hiç Yanmaz

Binaların yangından korunması hakkındaki yönetmeliğe göre, 1200°C’ye kadar ısıya dayanıklı “A1 sınıfı hiç yanmaz” malzeme sınıfındaki gazbeton, yangına 240 dakikadan fazla karşı koyabilmesiyle, yangına karşı emniyetli binalar inşa edilmesinde, “yangın duvarı” ve “yangın güvenlik holü” çözümlerinde vazgeçilmez bir seçenektir.

İÇTEN TAKMA MOTORLARIN TEMİZLİĞİ VE BAKIMI

Bujiler çıkartılarak temizlenmeli ve her silindirin içerisine yağ spreyi sıkılarak yağlanmalıdır, ardından motorun dışı önerilen motor temizleyici kullanılarak bir bez yardımıyla silinir.

Kış bakımlarında motorların soğutma sistemi ve su pompalarında antifriz dolaşımı sağlanmalıdır.

Soğutma suyu devresi kontrol edilmeli ve bu amaçla teknelerde su bulundurulmalıdır, ayrıca su süzgeci periyodik olarak kontrol edilmeli ve temizlenmelidir.

Sintine havalandırması kontrol edilmeli ve temizlenmelidir.

Motorların yağı ve yağ filtreleri değiştirilmelidir, yağını değiştirmeden önce motor biraz ısıtılırsa yağdaki yabancı maddeler daha kolay tahliye edilebilir.

Her duruma karşı teknenizde yedek yağ filtresi bulundurun.

Motor tutyaları kontrol edilmeli, gerekiyorsa değiştirilmelidir.

Şanzıman yağı kontrol edilmeli, gerekiyorsa tamamlanmalı veya değiştirilmelidir.

Transmisyon akışkanı da periyodik olarak kontrol edilmeli ve değiştirilmelidir.

Kayışlar kontrol edilmeli, gerekiyorsa değiştirilmelidir. Aşınma ve çatlamalar kayış spreyi kullanarak giderilebilir.

Yaptığınız işlemlerinin kayıtlarını düzenli olarak tutun, son yağ değiştirme işlemlerinin saatini ve gününü özellikle yazın.

Nano Alüminyum

Nano Alüminyum

Alüminyum nanoparçacık, küresel gri veya siyah partiküller olarak ayrı ayrı ve agregada gri veya siyah bir toz olarak görünen alüminyum nanoparçacık parçacıkları tipik olarak 10 nm ila 5um arasında değişen boyuttadır. Çeşitli boyutlarda, şekillerde ve saflıklarda ihtiyaçlarınızı karşılayan NANOTEKNOLOJİ çeşitli spesifikasyonlar da alüminyum nanoparçalar üretmektedir. Çok sayıda uygulamada kullanılmakta olan nano aluminyum projenize yarar sağlar sonuçlar elde etmekte kullanabilirsiniz.

Alüminyum (Al) Nano Uygulamaları

Yakıtlı katalizör: Alüminyum tozu diğer maddelerle kombine edildiğinde yanma için mükemmel bir katalizör görevi görür ve roket yakıtı ve diğer yakıtlarda yanma hızını, ısısını ve kararlılığını önemli ölçüde geliştirir. Yanma oranları doğru nanoparçanın uygulanmasıyla 20 kat artabilir.

İlaç dağıtımı: Birçok nanoparçacıkta olduğu gibi alüminyum nano toz, kuru aerosol ve transdermal dağıtım da dahil olmak üzere çeşitli yeni ilaç dağıtım sistemlerinde rol oynar.

Aşınma ve aşınmaya karşı direnç : Alüminyum nano tozlar genel aşınma ve korozyon direncini arttırmak için çeşitli kaplamalara katılabilir veya bileşimlere dahil edilebilir. Özellikle şeffaf aşınmaya dayanıklı kaplamalar üretmek için kullanılabilir.

Kimyasal uygulamalar: Alüminyum nanoparçanın kimyasal özellikleri, alüminyum bazlı kimyasallar, alkoller ve diğer maddeler için kontrollü reaksiyon hızları üretmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Deodorantlar ve ter önleyiciler, bu uygulamayı kullanan önemli bir ürün grubudur.

Metalik pigmentler: Alüminyum tozu, gümüş metalik bir parlaklık katmak için herhangi bir sayıda kaplama, boya, tekstil, mürekkep, plastiğe ve diğer malzemelere eklenerek, otomotiv, elektronik ve diğer endüstrilerde popüler bir estetik katkı sağlar.

3D baskı: Alüminyumun metal işleme işinde kullanışlı alaşımlar üretmek için temel kullanımı üzerine kurulu olan bazı endüstriyel 3D baskı çözümleri, alaşım bileşenlerini doğrudan imal etmek için alüminyum nano parçacıkları kullanabilir.    

Antibakteriyel Nanoteknoloji Çalışmaları

“Nanoteknoloji” insanın saç kılının80 binde biri büyüklüğünde “nano” ölçüdeki parçalarla uğraşan bilimdir..

Ayrıca Nano Teknoloji, Atom ve molekül ölçeğinde özel yöntem ve tekniklerle yapıların, materyallerin ve araçların inşa edilmesini; bu ölçekte ölçme, tahmin etme, izleme ve yapım faaliyetlerinde bulunmayı ve bu ölçeğin bazı temel özelliklerinden yararlanma kabiliyetini ifade eder.

Yıllar önce bir odayı tek başlarına dolduran bilgisayarlar, önce masa üstlerimize, ardından dizüstlerine, şimdilerde de cebimize girecek kadar küçüldüler. mikron boyutlarında hayatımıza giren gelişmelerse sadece bilgi işlemle sınırlı.Tarım, biyoloji, mekanik, elektronik, tıp ve kimya alanlarında uygulanan yeni yöntemlerde de, nano teknolojinin nimetlerinden faydalanılıyor.Bu sayede geliştirilen yeni ürün, hizmet ve yöntemler, günlük hayatımıza girmeye hazırlanıyor.

Daha az maliyetle, daha çok üretim sağlarsınız. Enerji kaynaklarından elde edeceğiniz tasarruf ile enerji maliyetlerini düşürürsünüz. Üretim süreçlerini kısaltarak zaman ve maliyat kaybını önler, rekabet gücünüzü artırırsınız. Teknolojik yarışta geri kalmaz, öne geçersiniz. Nano teknoloji yaşam kalitenizin yükselmesini sağlar. Ürün kalitenizi yükseltirsiniz. Üretiminizle, insanların yaşam standartlarını ve kalitesini yükseltir, daha sağlıklı ve daha güvenli bir yaşam sunarsınız.

Bakteriler tek hücreli mikroorganizma grubudur. Tipik olarak birkaç mikrometre uzunluğunda olan bakterilerin çeşitli şekilleri vardır, kimi küresel, kimi spiral şekilli, kimi çubuksu olabilir. Yeryüzündeki her ortamda bakteriler mevcuttur. Toprakta, deniz suyunda, okyanusun derinliklerinde, yer kabuğunda, deride, hayvanların bağırsaklarında, asitli sıcak su kaynaklarında, radyoaktif atıklarda büyüyebilen tipleri vardır.

Bakteriler her ortamda yaşayıp çoğalabilirler .Standart bir bakteri uygun ortamda 15 dk da iki katı çoğalabilir.

Mikroorganizmalara karşı onların boyutunda yeni bir teknoloji gelişiyor : nanoteknoloji. Nanoteknolojide antibakteriyellik gümüş iyonları ile sağlanmaktadır.

Nasıl mı?

Bilindiği gibi Lotus bitkisinin yaprağına düşen yağmur damlaları, yaprağın üzerinden kayarak yere damlar. Su damlası yaprak yüzeyi ile bir bağlantı oluşturamaz. Bunun etkisiyle su esaslı olan yapışkan maddeler, bal, yağ ve diğer akışkansı sıvılar bu tip yüzeylerde tutunamazlar. Bu olay şimdilerde bilim adamları tarafından ele alınmakta ve bundan Nano kaplamaları vasıtasıyla faydalanılmaya çalışılmaktadır.

Gümüşün ilk kez M.Ö. 3100 yıllarında Mısırlılar ve M.Ö. 2500 yıllarında Çinliler ve Persler tarafından kullanıldığı biliniyor. Bu eski uygarlıklar enfeksiyonları ve gıda bozulmalarını önlemek amacıyla gümüş kap kullanırlarmış. M.Ö. 800 yıllarına doğru gümüş, para olarak kullanılmaya başlanmış.

Fenikeliler döneminde su, şarap ve sirke gümüş şişelerde saklanarak mikrobiyal bozunmaları engelledikleri söyleniyor. Romalıların yaralanmalarda, kırılmalarda ve deri hastalıklarında gümüş nitrat kullandığı biliniyor. M.Ö. 69 yılındaki ilaç kitaplarında gümüş nitrat, mikrop öldürücü etkisi ile geçmişti. Modern tıbbın babası sayılan Hipokrat notlarında gümüşün iyileştirici ve enfeksiyon oluşumunu azaltıcı bir madde olduğunu belirtmiş.

19. yy’ın sonlarına doğru, bir botanikçi olan İsviçre’li biliminsanı Karl Wilhelm von Nägeli, gümüşteki bu mikrop öldürücü etkinin gümüş iyonlarından kaynaklandığını tespit ediyordu. 1900’lü yıllarda ise süt şişelerine gümüş paralar atılarak sütün uzun süre taze kalması sağlanmaya çalışılmış. Antibiyotikler geliştirilmeden önce gümüş bileşikleri, enfeksiyonlara karşı kullanılmış.

Gümüşün yaygın bir şekilde kullanımı, antibiyotiklerin gelişmesi ile oldukça azalmış ve son yıllarda geniş spektrumlu bir antimikrobiyal olmasından dolayı yeniden dikkatleri üzerine çekmiş. Özellikle son yıllarda birçok antibiyotiğe karşı dayanıklı bakterilerin ortaya çıkması sonucu gümüş, antibiyotiklere alternatif bir antimikrobiyal madde olarak yeni kullanım alanları bulmaktadır.

Bakır, çinko ve gümüş gibi metallerin iyonlarının güçlü bir antibakteriyel etkiye sahip olduğu bilinmekte idi. Antibakteriyel etkiye sahip bu metallerin kullanımında en büyük kısıtlama biyo-uyumluluklarıdır. Diğer metaller ile kıyaslandığında gümüş, insanlar için toksik (zehirli) etkisi en düşük olan elementtir. Bu yüzden antibakteriyellik özelliğinin sağlanmasında gümüş iyonlarından faydalanılmaktadır.

Gümüş iyonlarının bakteriler üzerindeki etkisi tam olarak aydınlatılmamış olmakla birlikte genellikle iki mekanizma üzerinde durulmaktadır. Bu mekanizmalardan birincisine göre gümüş iyonları, yapılarında elektron verici grup içeren proteinlerle reaksiyona girerek bu proteinleri etkisiz hale getirmektedir.

Bakteri zarından besin girişi, metabolik olaylar sonucu oluşan toksik maddelerin hücre dışına atılması gibi birçok işlev zar üzerindeki proteinler tarafından gerçekleştirilir. Bu proteinler gümüş ile kararlı kompleksler oluşturarak işlevini kaybeder dolayısıyla bakteri ölür.

Gümüş iyonlarının bakteriler üzerindeki etki mekanizmalarından ikincisi ise bakteri membranından sitoplazmaya geçen gümüş iyonlarının, sitoplazmik proteinlerle ya da hücrenin DNA’sı üzerinde bulunan thio-, amino-, imidazol-, karboksil- ve fosfat gruplarıyla kompleks oluşturması ve bu molekülleri etkisiz hale getirmesiyle açıklanır.

Bakterileri yok eden çoğalmalarını engelleyen madde ya da ortamlar antibakteriyel olarak tanımlanmaktadır.

Nanoclean çamaşır yıkama topu : bu çamaşır topu ile yaklaşık 1000 yıkama yapılabilmektedir. Güçlü anti bakteriyel etkisi sayesinde bakterilerin oluşturduğu istenmeyen leke ve kokuyu yok eder.

Antibakteriyel selpak  Antibakteriyel bez: (mikrofilament bez) Kalite düzeyi çok yüksek olan Mikrolifli bezler nano ile kaplanmış yüzeylerin parlatılması ve temizlenmesi için idealdir. Bu mikrolifli bezler ile tüm yüzeyleri herhangi bir temizlik maddesi kullanmadan sorunsuz bir şekilde temizleyebilirsiniz. Direk güneş ışığının altında pencere camlarının silinmesi bile artık bir problem teşkil etmez. Silme izleri artık tarihe karıştı.Mikrolifler, insan saçından yaklaşık 100 kez daha incedir.

Royal bakteritemiz halı : Üretim aşamasında halıya özel bir antibakteriyel madde uygulanmaktadır. Bu madde tekstil ürünleri için kimyasal katkı maddeleri üreten alman CHT firmasından sağlanmaktadır. Antibakteriyel madde halının yüzey, taban ve iç kısmında yaşayan bakterileri hızla azaltır. Etkisi sürekli yenilendiği için bakteriler bu halılarda barınamaz.

Antibakteriyel çorap: İstanbul Çorap tarafından üretilen Parizien Clinique serisinde, ayakta bakteri oluşumunu ve kokuyu önleyen anti- bakteriyel çoraplar üretilmektedir. Gaziantep Küsgette kurulu Doliche Firması, özel geliştirdikleri kimyasal bir sistemle kokusuz çorap üretti ve antibakteriyel özelliğe sahip olan çorabın mantar ve bakterileri öldürmekte, ayak kokusunu önlemekte ve uzun süreli kullanımda mantar ve diğer hastalıkların ortadan kalkmasını sağlamaktadır.

TSK uzun süren AR-GE çalışmalarının ardından nanoteknoloji ile hazırlanmış anti-bakteriyel, leke tutmayan, yüksek mukavemetli üniformalar kullanmaya başlamıştır.

Antimikrobiyal aktif özellikte ve akıllı nano ambalajlar Bazı nano metal veya metal oksitlerin polimerlere entegre edilmesiyle oluşan nanokomposit malzemeler antimikrobiyal özellik göstermektedir.

Nano partiküllerin antimikrobiyal özelliklerinden faydalanılmaktadır. Bu malzemeler gıdalarda mikroorganizma gelişimini yavaşlatarak, raf ömrünün uzun olmasını sağlamaktadırlar.

Ticari olarak kullanılan önemli metaller, gümüş (Ag), altın (Au), ve metal oksitler: çinko oksit (ZnO), silika (SiO2), titanyum dioksit (TiO2), aluminyum oksit (Al2O3) ve demir oksitlerdir (Fe3O4, Fe2O3). Özellikle nanogümüş (nanosilver) gıda ambalajında antimikrobiyal özelliği için kullanılmaktadır.

TIP’TA NANO- TEKNOLOJİ VEDEZENFEKSİYON

Ayrıca giderek artan ilaç maliyetinin önüne geçilmesi ve dirençli mikroorganizmaların ortaya çıkmasının engellenmesi amacıyla bilinçli ve kontrollü antibiyotik kullanımının yanısıra uygun bir dezenfeksiyonun kaçınılmaz bir zorunluluk olması günümüzde bilinen bir gerçektir. Farklı çalışmalarda, ülkemizdeki hastanelerde uygunsuz antibiyotik kullanım oranının %20-60 arasında değiştiği gösterilmiştir.

Rutin dezenfeksiyon işlemlerinin gelişmesiyle bu sorun önemli ölçüde giderilmiş ve bulaşıcı hastalıkların yayılmasının önlenmesinde önemli katkılarda bulunmuştur.? Bilindiği gibi her dezenfektan ve antibiyotiğin bir kullanım süresinin olduğudur. İşte NANO-TEKNOLOJİ bu noktada devreye girmektedir.

Son yıllarda bir çok üründe nano teknoloji kullanılarak üretime başlanmıştır ve bunlardan biriside dezenfektan olarak kullanılmak üzere üretilen Nano-silver, gümüş titanyum dioksit v.b

2-10nm boyutundaki Nano gümüş parçacıklar genellikle kendisine nispetle çok daha büyük olan, bakteri veya mantar ile artan temas yüzeyi nedeniyle bakterisid ve fungisid olarak etki yapmaktadır.

Nano Silver’ın hammaddesi gümüş iyonlarıdır. Gümüş iyonlarından üretilen saklama kapları yiyeceklere bakteri karışımını engelliyor. Gümüş nano metal parça ile gümüş elementinin iletkenlik özelliğinden yararlanılarak ürünlere antimikrobik (anti bakteriyel ) özellik kazandırabilmektedir. Nano Silver bakteri oluşumunu % 99.9 oranında engelleyen ilk teknolojidir.

Bir ürünün antibakteriyel olarak adlandırılabilmesi için uzman kurumlarca gerekli testlerinin yapılıp onaylanması gerekmektedir. Onay bilgisi ürün etiketlerinin üzerinde olmaktadır.

Türkiyede sadece nanoteknoloji üzerine kurulmuş bir işletme yoktur. Fakat nanoteknolojiyi de kullanarak üretim yapan işletmeler vardır. bunlardan bazıları : Denizli menderes tekstil : bu işletme ürettiği tekstil ürünlerinden bazılarını antibakteriyel özellikli üretmektedir. Bu teknolojiyi baskı- boya atölyesinde apre ile innovasyon çalışmalarının aralıksız devam etmesi sonucunda 2006 yılında uygulamaya başlamıştır.

Eyüp sabri tuncer : antibakteriyel temizlik ürünleri.

 Akıllı tekstil ürünleri üreten firmalar: Anteks , yeşim tekstil, karsu tekstil, sude duni deri san a.ş, abbate, orka group, istanbul çorap, yeğin grup, has tekstil, dema teknik tekstil, fiberflon, hepatr end. Paza., altınbaşak tekstil, zorlu tekstil, hakkoymaz tekstil dir…

Antimikrobik Katkı Maddesi Nedir?

Tıp-Medikal, Farmakoloji
Bakteri başta olmak üzere küf gibi daha birçok mikropların gelişmesine engel olan ve bunlara direnç gösterebilen maddeleri ifade etmek için kullanılır antimikrobiyal kavramı. NANOTEKNOLOJİ olarak biz de etken maddeler sıfatıyla nitelenen antimikrobiyal maddelerin özelliklerinden en iyi şekilde istifade eder ve bir seri antimikrobiyal madde olarak formüle ederiz.
 

Üretim esnasında yüzeye getirilen katkı maddesi gümüş veya buna benzer, antimikrobiyal maddeyi çepeçevre sarar ve böylece hedef malzeme ve üretim sürecine kıyaslakonsantre toz, likit süspansiyon veya masterbatchpelet olarak formüle edilir. Antimikrobiyal madde ürünün ömrünü uzatmak ve hijyen kuvvetini katbekat artırmak gibi mantıksal gerekçelerle kullanılır.

NANOTEKNOLOJİ ile ortaklık kuran insanlar ürünlerindeki antimikrobiyal madde özelliklerini kısa vadede çok iyi bir şekilde gözlemleyebilirler. Bizimle beraber hareket ederken ürün yelpazeniz rakiplerinize kıyasla daha geniş olur. Bu etkene bağlı olarak cironuzda gözle görülür bir artış meydana gelir ve yeni pazarlara açılma şansınız da artar.

Bağımsız araştırma gruplarının elde ettiği verilere göre NANOTEKNOLOJİ markası dünya genelinde kalitesi, müşteri memnuniyeti, güven ve deneyim gibi niteliklerle tanınan bir marka olmuştur. Misyonumuz ve vizyonumuz ise bundan sonra bu nitelikleri artırarak korumaya devam etmektir. Antimikrobiyal maddelerde sadece üreticiler değil daha başka birçok alanda da yararlanılabilir.

Antimikrobiyal maddeler hakkında sormak istedikleriniz için bize mail atabilir veya telefonla arayabilirsiniz.

TİTANYUM DİBORÜR (TiB2)

TİTANYUM DİBORÜR (TiB2)

Titanyum diborür yüksek sertlik, elektriksel iletkenlik, aşınma direnci ve korozyon dayanımı özelliklerine sahiptir.

ÖZELLİKLERİ VE UYGULAMALARI
 
TiB2 birçok titanyum bor bileşiklerinin en kararlısıdır. Doğada bulunmaz fakat TiO2 ve B2O3 ün karbbotermal redüksüyonu ile sentezlenebilir.

Diğer güçlü kovalent bağlı malzemelerde olduğu gibi
TiB2
nin sinterlenmesine de engel oluşturur. Ve genellikle sıcak presleme ve sıcak izostatik presleme ile yoğunlaştırılır. Tib2 nin basınçsız sentezlenmesi yüksek yoğunluk kazandırabilir. Fakat sıvı fazda
demir, krom ve karbon la sinterlenmesi gerekir. Önemli özellikleri
Tib2 1000 C ye kadar hava ortamında oksidasyona karşı dirençlidir.
 
HCI ve HF ye karşı da dirençlidir. Fakat H2SO4 ve HNO3 le tepkime verir
 Alkalilerle hemen tepkime verir
TiB2 nin sıcak preslenmesi (ufak metalik yada karbit sinterleme katkıları
yla) 1800-1900 c de
gerçekleştirilir ve teork yoğunluğa yakın yoğunluk kazandırılır
 
Basınçsız sinterlenmesi çok miktarda sinterleme katkısı gerektirir. Ve sinterleme sıcaklığı 2000 c den fazladır.
 UyGULAMA ALANLARI
Yüksek sertliği
 çok yüksek ergime noktas
ı ve kimyasal kararlılığından dolayı birçok uygulama için akla gelen ilk adaydır.
 1-
balistik zırh: Yüksek sertlik ve makul mukavemeti kombinasyonu Tib2 yi balistik zırh için çekici kılmaktadır. Fakat yüksek yoğunluk ve şekil verilme kabiliyetinin zorluğundan dolayı diğer seramiklerin yanında onu daha az çekici kılar.
 2-
alüminyum izabesi: TiB2 nin kimyasal kararlılığı ve iyi elektrik iletkenliği, öncelikli alüminyum izabesi için kullanılan Hall Heralult hücrelerinin elektortlarınında kullanılmasını sağlar.
A
yrıca geleneksel dökümle ergitilen metallerde kroze ve metal buharlaştırma teknesinde kullanılabilir.
 3-
Diğer uygulamalar: yüksek sertliği, makul mukavemeti ve iyi aşınma direnci TiB2’ yi kaynak yerleri, aşınan parçalar, diğer metallerle bileşimi vve kesme takımları için uygulamalardakullanılabilir aday
yapar.
Diğer başlıca oksit seramiklerle kombinasyonlarıyla, TiB2 nin mevcut olan mukavemet ve matrixteki çatlak tokluğu diğer var olan malzemelerle birleştirilerek arttırılabilir

Nanopartikül Dispersiyonu

Nesneler ve mikropartiküller (atom gibi) arasında değişen boyutlara sahip Nanopartikül Dispersiyonu çokça kullanılmaktadır.  Çeşitli işlevlere sahip bu parçacıklar sadece doğa anlayışımızı derinleştirmekle kalmayıp aynı zamanda yeni ileri teknolojinin geliştirilmesi için temel oluşturmaktadır. Nanopartiküllerin başarılı bir şekilde uygulanması, bu parçacıkların hem sentezine hem de yüzey modifikasyonuna bağlıdır.

Yüzey modifikasyonu, Nanopartikül Dispersiyonunun doğal özelliklerini geliştirebilir ve doğada varolmayan nano kompozitler hazırlamaya hizmet eder.

Nanoparçacık  en az bir boyutlu nano-seviyeli boyutta (1-100 nm) iki veya daha fazla katı fazdan yapılır. Katı faz amorf, yarı kristal, tane veya bir kombinasyon olabilir. Katı faz organik, inorganik veya kombinasyon olabilir. Katı fazın boyutuna göre nanokompozit genellikle aşağıdaki üç türü içerir:

Nanopartikül Dispersiyon ve nanopartikül bileşikleri (0-0 bileşik), Nanopartikül Dispersiyon ve konvansiyonel yığın kompozitleri (0-3 kompozit) ve kompozit nano filmler (0-2 bileşik).

Nano katmanlı yapı malzemesi nano malzemeye atıf yapılır ve farklı malzemelerden oluşan çok tabakalı nanokompozit aynı zamanda nanokompozit olarak da bilinir. Kompozit malzemeler havacılık, savunma, ulaşım, spor ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılabilen mükemmel performansa sahiptir.

Nanokompozitler kompozit malzemelerin en cazip kısımlarından biridir. Son yıllardaki hızlı gelişme nedeniyle, kompozitler gelişmiş ülkelerce yeni malzemelerin geliştirilmesinde önemli bir yere konmaktadır.

Nanokompozitler üzerine yapılan araştırmalar arasında organik-inorganik kompozitler, nano-polimer matris kompozitleri ve inorganik-inorganik kompozitler bulunmaktadır. Bu bölümde, araştırma tecrübemizle birlikte, esasen okuyuculara nano-polimer matris kompozitleri tanıtıyoruz.

Şirketimiz ve yeteneklerimiz hakkında Nano bileşik ile bilgi almak için www.nanoteknoloji.com

Gümüş Nanopartiküller ve Arıtma

Gümüş Nanopartiküller ve Arıtma

Gümüş Nanopartiküller benzersiz optik, elektriksel ve termal özelliklere sahiptir ve fotovolipiklerden tüp çoraplarına kadar uzanan bütün ürünlere dâhil edilmiştir. Gümüş nanoparçacıklar nelerdir, ne yapar ve gelecekte ne için kullanılabilirler?

Gümüş Nanomalzemeler Nedir? 

Gümüş Nanopartiküller  boyutları 1 nm ile 100 nm arasındaki küçük parçacıklardır.  Bunların çoğu, gümüş oksitten büyük bir yüzdeden oluşmasına rağmen, çoğunlukla gümüş olarak tanımlanırlar, çünkü büyük orandaki yüzey-to-bulk gümüş atomlarıdır.

Gümüş nanoparçacıkların benzersiz özellikleri onları biyomedikal, malzemeler, optik ve antikrobiyal uygulamalar gibi sayısız teknoloji için ideal hale getirir. 

Aşağıda Gümüş Nanomalzemelerin birçok uygulaması bulunmaktadır.

Gümüş Nanopartikül Uygulamaları 

Medikal : Gümüş nanopartiküller kantitatif tespit için biyolojik etiketler olarak kullanılabileceği cerrahi aletler ve biyolojik sensörlerdir. 

Antibakteriyel : Antibakteriyel özelliklerine göre konfeksiyon, ayakkabı, boya, yara örtüsü, alet, kozmetik ve plastikler üzerine kurulmuştur. 

İletken : İletken mürekkeplerde kullanılır ve termal ve elektrik iletkenliğini artırmak için bileşiklere entegre edilmiştir. 

Optik : Metal-enhanced fluorescence (MEF) ve yüzey-enhanced Raman scattering (SERS) de dahil olmak üzere ışığı verimli şekilde hasat etmek ve arttırılmış optik spektroskopiler için kullanılır. 

Kemik Çimentosu : Yapay eklemlerin başarıyla bağlanması için kullanılır. 

Temiz su: Taşınabilir filtre kağıdı, gümüş nanopartiküller ile sarmalandı. Örneğin, kötü içme suyu ile ilişkili olan kolera ve giardiyaz gibi faul sularını filtrelemek için kullanılır.

Su Arıtma: Su bazlı bakterileri öldürmek için gümüş kullanılması yeni bir fikir değildir. İnsanlar yüzlerce yıldır içilebilir suyu korumak için gümüş kullanmışlardır.

Taşınabilir filtrelerdeki gelişmelerin, şu anda temiz suya erişemeyen Dünya Sağlık Örgütü’ne göre 1 milyar kişiye kadar içilebilir su kaynaklarının getirilmesine yardımcı olmanın bir yolu olduğuna inanıyoruz. Dezavantajları ortadan kaldırdıktan sonra, bu tür bir su arıtımı, depremde temel içme sularını yıktığında 2010’da Haiti gibi alanlara yardımcı olabilir. 

Nanopartiküller üç boyutludurlar ve 1 ile 100 nanometre arasında değişen uzunluğa sahiptirler. Gümüş nanopartiküller aracılığı ile tümörlerin tespit edilmesi ve tedavi edilmesi hesaplanıyor. Bu ise dostum uzak bir gelecek değil.  Bahsi geçen bu gümüş nanopartiküller küresel şekillerde meydana gelirken tamamıyla gümüş bileşenlerden oluşmaktadırlar. Daha bitmedi! Nanopartiküller şayet hedefine ulaşamaz ise bedene hiçbir şekilde zarar vermiyorlar ve yıkanma yoluyla kolayca bedenden atılabiliyorlar.

Belirlenmiş uyaranlara cevap vermesi amacıyla sadece nanopartiküllerden istifade etmek ya da bu fikri ortaya atmak modern tıp için oldukça yeni ve çığır açıcı. Bu yeni konsept ile beraber aşırı nanopartiküllerin neden olduğu zehirlenmeler de tarihin derinliklerinde kaybolup gidecek. Zira bedende biriken ve fazlalık oluşturan partiküller böbreklerin yardımı sayesinde bedenden atılmaktadır.  

Bir araştırma sonucu bu konu hakkında aynen şöyle söylüyor: “Bu metodun eşsiz yanı çıkarılan nanopartiküllerin hedef hücrelere geçememesindedir. Aslında hücrelerle uyum sağlayan nanopartiküllere odaklanarak hangi hücrelerin hedeflendiğini anlayabilir ve böylece doku taşıma yollaklarını daha detaylı çalışabiliriz.”

Bu makale sayesine nanopartikül nedir ya da gümüş nanopartikül nedir gibi aklınızda oluşan sorulara cevap verebildiğimizi sanıyorum az da olsa. Bu ve benzeri konulardan en birincil ağızdan ve en güvenilir kaynaktan bilgi alabilmek için www.nanoteknoloji.com web adresimize bekliyoruz. Aklınıza takılan bütün sorulara cevap bulabilir ve oluşan merakınızı giderebilirsiniz.

NANO GÜNEŞ PANELLERİ

NANO GÜNEŞ PANELLERİ

Güneş panellerinde kullanılan polisilikonlar artık güneş panelleri için büyük bir maliyet yükü olmaktan çıktı. Aslında güneş panellerinin fiyatını bu denli artıran şey kablolama ve kurulum işlemleri ve arazi temini ve bun bağlı sistemlerdir. Düşük polisilikon fiyatları güneş panelleri için güzel bir haber olsa da asıl güzel olan şey verimlilik konusunda kat edilen mesafedir.

MIT’de çalışan bilim adamları ve uzmanlar yaptıkları yeni araştırma ile polisilikonların daha verimli hale geldiklerini ve eskiye nazaran daha dayanıklı olduklarını doğrular nitelikte araştırma bulgularına ulaştılar. Hatta hiç zaman kaybetmeden bu heyecan verici bilgileri bilim dünyası ile paylaştılar. Nanoteknoloji aracılığı ile siz de polisilikon piyasasını yakından takip edebilir ve ucuza güneş panalleri sahibi olabilirsiniz.

Güneş Panelleri ve Yeni Modellemeler
Geçmiş zamanlarda güneş panelleri için kullanılan geniş alanlar artık daha yüksek verim için çok rahat bir şekilde kullanılabilecek. Güzel haber ise şu bu araştırma sonuçları hacim kazandıktan sonra seri üretim denilen aşamaya geçilecek. Bu sayede artık güneş panelleri insanların ulaşılması olmaktan çıkacak. Daha fazla bilgi almak için makalenin devamını okuyabilirsiniz.

Biz de bu heyecan verici gelişmeleri kutlamak ve piyasaya can katmak için güneş panelleri için mükemmel kampanyalar başlattık. www.nanoteknoloji.com adresinden bütün kampanyaları takip edebilir ve detaylı bilgi sahibi olabilirsiniz.

NANO SELÜLOZ

Bitkilere yapı sağlayan bir biyo polimer olan selüloz artık nanoteknoloji çalışmalarında da kullanılmaktadır. Nano selüloz; yüzlerce mikrometre uzunluğunda ve 5 ile 500nm çapında selülozun kristal veya lifli birimlerini içeren nano-malzemenin yeni bir sınıfıdır.

Ağaç ve bitkilerde selülozun, çeliğin dayanıklılık mukavemetine sahip olduğu ortaya çıkmıştır. Odunun kimyasal yapı bileşenlerinin temeli olan selülozun nano boyuta indirgenmesi ile elde edilen nanoselülozlar boyutlarına, özelliklerine ve üretim yöntemlerine bağlı olarak mikrofibrillenmiş selüloz (MFC), nanokristalin selüloz (NCC) ve bakteriyel nanoselüloz (BNC) şeklinde sınıflandırılabilir.

Nanoselülozlar; Odun, şeker pancarı, patates, kenevir ve ketenden elde edilen mikrofibrillenmiş selüloz, odun hamurunun mekanik bir etki sonucu parçalanması ile oluşmaktadır. Odun, pamuk, kenevir, keten, buğday sapı, dut kabuğu, bakteri veya yosun bazlı selülozdan elde edilen nanokristalin selüloz ise selülozun asit hidrolizi sonucunda oluşur. Bakteriyel sentez yoluyla da şeker ve alkollerden bakteriyel nanoselülozlar üretilebilir. Nanoselülozun elde edilmesinde odun en önemli selüloz kaynağı olarak kullanılmasına rağmen mısır, şeker kamışı, buğday, pirinç, patates, arpa, havuç, bambu, ananas ve muz gibi bitkilerin yan ürünleri de doğal lif kaynağı olarak kullanılabilmektedir.

Nanoselüloz ve nanokristal; inşaat malzemelerinin güçlendirilmesi, polymer ve beton gibi malzemelerin güçlendirilmesi, elektronik ve tıbbi cihazlar, otomotiv, tekstil, sivil ve havacılık endüstrileri için yapısal bileşenler, iletken kağıttan esnek piller, elektronik cihazlar için şeffaf esnek ekranlar, su arıtma için özel filtreler, sensörler, yenilenebilir organik plastik torbalar, yara pansuman ürünleri ve bilgisayar bellekleri gibi çok geniş çalışmalarda ilerleme sağlamaktadır.

1. Kristalin Nano Selüloz
2. Kristalin Nano Selüloz(Nanokristalin Selüloz, CNC)
3. Fibril Nano selüloz
4. Nanofibril Selüloz (Fibril Nano selüloz, CNFs)

Nano Grafen

Grafen

21. yüzyılın mucize malzemesi olan GRAFEN karbon atomunun bal peteği örgüsü şeklindeki iki boyutlu planar yapıdadır. Grafen katlanabilir ve üstün mekanik özelliklerinden dolayı nanokompozit üretiminde karbon fibere üstünlük sağlamaktadır. Grafen kompozitlerin sağlamlık dışında elektrik iletkenliği, düşük gaz geçirgenliği, termal iletkenlik özellikleri otomotiv plastiklerinde çok geniş uygulama alanı sağlamaktadır. Örnek olarak grafenin iletkenlik ve gaz bariyer özelliği yakıt tankı tasarımında ve elektrostatik boyamada ideal çözüm sunmaktadır. İlaveten, grafen yakıt veriminin artması için lubrikant, uzun ömürlü ve hafif batarya ve akü üretiminde elektrot malzemesi ve uçak kanatlarının güçlendirilmesinde takviye malzemesi olarak kullanılabilir.

Grafenin Uygulama Alanları

·         Yapı-İnşaat Malzemeleri

·         Otomobillerin İç Donanımı

·         Rüzgar Türbinlerinin Kanatları

·         Alev Geçiktiriciler

·         Batarya, Akü, Süperkapasitör

·         Lubrikantlar

·         Uçakların İç Donanımları, Kanat Yapımı

Grafen

Fonksiyonelleştirilmiş grafen nanotabakalar (Karbon/oksijen oranı, yüzey alanı belirlenmiş)

Grafen oksit

Termal genleştirilmiş grafen nanotabakalar

Geri dönüşüm prosesi ile üretilmiş grafen tabakalar

Grafen katkılı masterbatchler

Grafen  ve Dispersiyon

NK0580CA         Yüksek Saflıkta Grafen,% 98 <3nm

NK 0580CA       -OH  Yüksek SaflıktaGrafen-OH,   % 9 98% <3nm

NK 0580CA       -COOH  Yüksek Saflıkta Grafen  – COOH, % 98 <3nm

NK 0580CA        -N2 Yüksek Saflıkta Grafen-N2,  % 98 <3nm

NK 0581CA         Endüstriyel Sınıf   Grafen,% 97, <10 nm

NK 0582CA         Yüksek Saflıkta Grafen  Dağılma,% 98, <3nm

NK 0583CA         Yüksek Saflıkta Grafen Dağılma, 98 +%, 2 ~ 4nm                  

Grafen Nanoplatelets

NK0540DX  Grafen Nanoplateletler (1-5 nm)

NK0541DX  Grafen Nanoplateletler (6-8 nm)

NK0544DX  Grafen Nanoplateletler (11-15 nm)

Grafen Oksit

NK0590CA Yüksek Saflıkta Grafen Oksit, 99 +%, <2nm

NK 0591CA Grafen Oksit,% 98 +, <2nm, Dia: 1 ~ 5um

NK 0592CA Grafen Oksit,% 98 +, <2nm, Dia: 8 ~ 15um

NK 0593CA Grafen Oksit,% 98 +, <2nm, Dia:> 50um

NK 0590CA-G Yüksek Saflıkta Grafen Oksit Jel,% 99 +,  <2nm

NK 0591CA-G Grafen Oksit Jel, 98 +%, <2nm, Dia: 1 ~ 5um

NK 0592CA-G Grafen Oksit Jel, 98 +%, <2nm, Dia: 8 ~ 15um

NK 0593CA-G Grafen Oksit Jel, 98 +%, <2nm, Dia: > 50um

NK 0594CA Endüstriyel Sınıf Grafen Oksit, 97 +%, <2 nm, Dia: 3 ~ 10um

Grafen Katkılı Kompozitler

Grafen polimer matrisinin yapısına çok düşük oranlarda (%0.05-%10) eklendiğinde malzemenin termal dayanıklılıklarını ve mekanik mukavemetlerini arttırmakta ve malzemelerin hafiflemesini sağlamaktadır. Grafen takviyeli plastiklerle daha güvenilir ve uzun ömürlü kompozit üretimi yapmak mümkün olmaktadır. 

NK56G1 Grafen Katkılı PP Masterbatch

NK56G2 Grafen Katkılı PE Masterbatch

NK56G3 Grafen Katkılı ABS Masterbatch

NK56G4 Grafen Katkılı PA Masterbatch

NK56G5 Grafen Katkılı PVC Masterbatch

NK56G6 Grafen Katkılı PS Masterbatch

NK56G7 Grafen Katkılı PET Masterbatch

NK56G8 Grafen Katkılı PBT Masterbatch

NK56G9 Grafen Katkılı EVA Masterbatch

NK56G10 Grafen Katkılı Polipropilen Masterbatch

NK56G11 Grafen Katkılı Polipropilen Masterbatch

NK56G12 Grafen Katkılı Epoksi Reçine

NK56G13 Grafen Katkılı Polyester Reçine

NK56G14 Grafen Katkılı PVA Reçine

Grafen Oksit Nanoparçacıkları İçeren Nanoakışkan

Grafen Oksit Nanoparçacıkları İçeren Nanoakışkanın Taşınım Isı Transferi ve Basınç Düşüşü Artışı Üzerindeki Etkisinin Düz Bir Boruda Deneysel Olarak Araştırılması

Bu çalışmada, grafen oksit (GO)-su nanoakışkanının taşınım ısı transferi üniform duvar ısı akılı dairesel bir bakır boru boyunca laminer akış için deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmada, grafen oksit-su nano-akışkanının ısı transferi artışı ve basınç düşüşü özellikleri değerlendirilirken, sayısal çalışmada korunum denklem-leri üç boyutlu olarak sonlu hacim yöntemi olan CFD paket programının (ANSYS 15.0-FLUENT) kullanılmasıyla tek fazlı akışkan kabulüyle çözülmüştür. Taban akışkanı olarak kullanılan saf suyun ısı transfer katsayısı ve basınç düşüşü ölçülmüş ve ilgili bağıntıdan elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Sayısal çalışmada elde edilen boru yüzey sıcaklık değerleri nanoakışkan için deneysel sonuçlarla karşılaştırıldığında ortalama %2 hata ile birbiriyle uyumlu olduğu görülmüştür. Çalışmada, %0,01 ve %0,02 hacimsel konsantrasyonlu GO-su nanoakışkanının ısı transferi artışında ısı akısının, nanoparçacık hacimsel konsantrasyonunun ve hacimsel debinin etkileri sunulmuş-tur. %0,02’lik konsantrasyonda GO-su nanoakışkanının ısı taşınım katsayısı artışı değeri (hnf /hbf), 1,5 l/dk’lık debi (Re=2023) ve 2536.62 W/m 2 (350 W) ısı akısı değerinde %13,9 olmaktadır. Bununla birlikte, yük kaybı (h K) ve sürtünme faktörü için en yüksek artışlar %0,02 GO ve 1,5 l/dk’lık debide sırasıyla %8,37 ve %7,95’tir. Sonuçlar, GO nanoakışkanının ısı transferi uygulamalarında geleneksel çalışma akışkanlarına iyi bir alternatif olarak kulla-nılabileceğini göstermektedir Anahtar Kelimeler: Nanoakışkan, grafen oksit (GO), taşınım ısı transfer katsayısı ABSTRACT In this paper, convective heat transfer of graphene oxide-water (Graphene oxide) nanofluid in a laminar flow through a circular copper pipe with uniform wall heat flux is investigated experimentally and numerically. In experimental investigation, it is evaluated the heat transfer characteristics and the pressure drop of the graphene oxide (GO)-water nanofluid when in numerical study, the finite volume method (ANSYS 15.0-FLUENT) is employed to solve the conservation equations (continuity, momentum and energy equations) in three dimensional domains by assuming single phase flow. The heat transfer coefficient and pressure drop of the DI (distilled)-water used as base fluid is measured and compared with the corresponding data from the correlation. The datas of nanofluid for surface temperature of the tube is satisfied within a 2% error for the numerical work compared with experimental results. The effects of the heat flux, volumetric concentration and flow rate on the enhancement of the heat transfer of GO-water nanofluid with volumetric concentrations of 0,01% and 0,02% are presented in the study. The value of convective heat transfer coefficient enhancement (hnf /hbf) of the GO with 0,02% volumetric concentration and flow rate of 1,5 l/min (Re=2023) is 13,9% for the heat flux value of 2536.62 W/m 2 (350 W). However, the max. increases in head loss and friction factor with 0,02% GO and 1,5 l/min are 8,37% and 7,95% respectively. Finally, the results reveals that the GO-water nanofluid can be used as a good alternative conventional working fluids in heat transfer applications.

Sektörlere Göre Grafen Kullanımı

Tek Katmanlı Grafenler

» NEMS
» Kaplamalar ve Filmler
» Dokunmatik Ekranlar
» Basınç Sensörleri
» Transistörler
» Optoelektronikler
» Yarı İletkenler
» Elektronik Cihazlar
» Sensörler
Tek ve Çok Katmanlı Grafen Kullanımı
» İletken Mürekkep
» Havacılık
» Enerji Üretimi
» Elektrokimya
» Medikal Uygulamalar
» Su Geçirmez Kaplamalar
» Kuantum Noktaları
Bulk Grafen
» Bataryalar
» Plastik ve Polimerler
» Yapı Malzemeleri
» 3 Boyutlu Yazıcı Malzemeleri
» Otomotiv
» Kauçuk ve Sentetik Yağlayıcıla

Grafen ve Grafen Oksit Arasındaki Fark

Önce grafen veya grafitin ne olduğunu belirlemeliyiz. Genelde 10 katmandan daha az kalınlıkta 2B tabakalara grafen denilebileceği kabul edilir.

3 ana tip grafen vardır: Tipik olarak CVD, ALD veya Epitaksiyel büyüme ile yapılan grafen filmler, sülfürik asitte grafitin yüksek ekzotermik bir reaksiyonda potasyum permanganat ile reaksiyona sokulmasıyla pul pul dökülen Grafen Oksit ve plazma olabilen Grafen Nanoplateletler pul pul dökülmüş veya kimyasal olarak pul pul dökülmüş, bilyeli öğütülmüş veya termal olarak şoklanmış ve grafen nanoplatelet ürün yığınlarına kesilmiş.

Grafen ve grafen oksit arasında nasıl seçim yapılır? Uygulamanıza bağlıdır. Elektronik özelliklerin bir sensör veya cihaz veya gelişmiş mekanik özellikler yapmasını istiyorsanız, CVD grafen veya RGO öneririz . İyi bir dağılım ve çözelti işleme istiyorsanız, normal GO’yu öneririz.

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.