石墨烯有哪些工业产品?

   日期:2024-04-21     作者:admin    浏览:132    
核心提示:1、润滑油石墨烯润滑油具有超强的吸附力和片层摩擦特性,在高温、高压、高频率的发动机工作中形成厚度小于几微米的石墨烯油膜,将金属间摩擦变成石墨烯片层间摩擦,有效地降低摩擦系数,减少发

1、润滑油

石墨烯润滑油具有超强的吸附力和片层摩擦特性,在高温、高压、高频率的发动机工作中形成厚度小于几微米的石墨烯油膜,将金属间摩擦变成石墨烯片层间摩擦,有效地降低摩擦系数,减少发动机的磨损,提高发动机的使用寿命。石墨烯的超强导热性及耐温性能,能及时带走摩擦及燃烧热量,长时间维持润滑性能,增大润滑油的换油周期。另外石墨烯膜吸附在气缸表面,提高气缸的致密性,帮助气缸更强力地冲刷积碳等污物,保持缸内清洁,使燃油燃烧更加充分,大幅提高发动机的效率,从而降低燃油消耗,更进一步能降低尾气中HC/CO排放量。

2、涂料

石墨烯以其固有的优良性能,为改善涂料的致密性、阻隔性、机械性能以及防腐性能带来新的改进途径。石墨烯可以填充到涂层的缺陷当中,增强涂层致密性,将腐蚀因子阻隔在基体表面;石墨烯层与层之间有良好的润滑作用,能够有效地降低涂层内部应力,提高涂层的柔韧性、抗冲击性和耐磨性;石墨烯具有很高的电子迁移率,表现出良好的导电性,在涂层间提供有效电化学保护;石墨烯吸附性强,使涂料更加牢固地吸附在墙体上,不容易脱落。

3、轮胎

石墨烯具有坚硬且韧性好,能减少轮胎的磨损,也能防止轮胎被扎破,提高了轮胎的使用寿命;石墨烯本身质地轻薄,减少了车体的重量,进而提高车速,减少油耗;石墨烯具有超强导电性,石墨烯轮胎能将车上的静电传输到地面,以此消除静电安全隐患;石墨烯具有超导热性,提高轮胎的散热能力,降低轮胎表面的温度。

4、LED

石墨烯LED灯基于石墨烯的可逆液晶相变材料(RLCR),结合石墨烯的超导热性能够快速得将LED灯上产生的热量分散到外部,减少因发光时间太长而引起的发烫等现象。另外,石墨烯的透光率高,光效好,比起传统的LED灯也更加省电。

5、电池

新能源电池是石墨烯最早商用的重要领域。早前美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米涂层的柔性光伏电池板,可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本,这种电池可在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。石墨烯超级电池的成功研发,解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题,极大加速了新能源电池产业的发展。这一系列研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。此外,有研究人员证实,其制备了一种由石墨烯和硅制成的锂离子电池,该电池一次充电可使用一周,仅15分钟即可完成充电。华为也曾发布了其对基于石墨烯的锂离子电池的研究,该电池具有更高的耐热性,且寿命是传统锂离子电池的两倍。

6、传感器

石墨烯因其独特的特性(包括大的体积比,独特的光学特性,出色的电学特性),在传感器应用中得到了极大的开发。例如,它已应用于葡萄糖、胆固醇、血红蛋白和癌细胞的诊断。同时,它也可以用作pH传感器来检测污染物。由于基于石墨烯的压力传感器占地面积小、重量轻,因此它对航空业也特别有吸引力。石墨烯在空气或生物流体中不会氧化,通过将生物捕获分子和阻挡层应用于石墨烯,然后控制石墨烯与生物测试样品的液体之间的电压差,可以将石墨烯电路配置为场效应生物传感器。在各种类型的石墨烯传感器类型,生物传感器是第一种可出售的传感器。

7、运动器材

石墨烯基复合材料将有助于生产更坚固、更轻且更耐用的运动器材。Directa Plus是自行车轮胎的石墨烯供应的先驱,早期的实验室轮胎测试表明,石墨烯的添加会给产品的性能带来飞跃。在50公里的计时赛中,可以帮助运动员节省40秒的时间,并且石墨烯的应用使得车胎对穿刺和割伤的抵抗力得到了显著提高。HEAD公司宣布了他们的新系列石墨烯网球拍(YouTek Graphene Speed系列)。据称石墨烯的使用可以使得球拍杆身变得又轻又坚固。

8、晶体管

IBM的研究可以使石墨烯晶体管在不久的将来得到应用。该晶体管的研制是IBM承接的美国国防部高级研究计划局的一项任务中的一部分,美国军方希望该项研究能够帮助他们研发出高性能的无线调频晶体管。IBM研究院在接受采访时指出,石墨烯无法在数字计算领域完全取代硅,但它们可以互为补充,以混合电路的形式扩展计算机芯片的性能,此类电路不依赖于较高的开关比。同时他们表示石墨烯晶体管电路的尺寸在理论上是无限的,相较于硅基电路,石墨烯的输电速度要快200倍。

9、超级电容器

超级电容器就像电池和电容器的混合体。石墨烯超级电容器是一种特殊的电容器,拥有异常高的导电性和大比表面积,在能量储存和释放过程中比同类产品有较高的优越性。

研究人员曾宣布了一种基于DVD燃烧器还原方法生产石墨烯超级电容器的新技术。随后,该技术被改造为生产堆叠式3D超级电容器。堆叠配置大大提高了设备的能量密度,在测试中,器件在12,000次充放电循环中保持稳定,并保留了90%的电容。

10、医疗

在医疗领域,石墨烯有望作为药物输送平台来治疗癌症,也有可能在组织工程中作为增强剂使用。但是这些都不太可能在近期进入市场,加快其商用推广已成为热点话题。

组织工程:石墨烯在组织工程中用作增强剂,可以改善可生物降解的聚合物纳米复合材料在工程骨组织应用中的机械性能。

生物成像:功能化且分散于表面活性剂的石墨烯溶液已被设计为血池MRI造影剂。此外,掺入石墨烯纳米粒子的碘和锰已成为多模式MRI计算机断层扫描(CT)造影剂。

药物输送:莫纳什大学(Monash University)的研究人员发现,石墨烯可有效吸附癌细胞,从而能够设计用于癌症治疗的药物递送剂。

 
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