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  • 1 # 張秀方第一

    1、潤滑油

    石墨烯潤滑油具有超強的吸附力和片層摩擦特性,在高溫、高壓、高頻率的發動機工作中形成厚度小於幾微米的石墨烯油膜,將金屬間摩擦變成石墨烯片層間摩擦,有效地降低摩擦係數,減少發動機的磨損,提高發動機的使用壽命。石墨烯的超強導熱性及耐溫效能,能及時帶走摩擦及燃燒熱量,長時間維持潤滑效能,增大潤滑油的換油週期。另外石墨烯膜吸附在氣缸表面,提高氣缸的緻密性,幫助氣缸更強力地衝刷積碳等汙物,保持缸內清潔,使燃油燃燒更加充分,大幅提高發動機的效率,從而降低燃油消耗,更進一步能降低尾氣中HC/CO排放量。

    2、塗料

    石墨烯以其固有的優良效能,為改善塗料的緻密性、阻隔性、機械效能以及防腐效能帶來新的改進途徑。石墨烯可以填充到塗層的缺陷當中,增強塗層緻密性,將腐蝕因子阻隔在基體表面;石墨烯層與層之間有良好的潤滑作用,能夠有效地降低塗層內部應力,提高塗層的柔韌性、抗衝擊性和耐磨性;石墨烯具有很高的電子遷移率,表現出良好的導電性,在塗層間提供有效電化學保護;石墨烯吸附性強,使塗料更加牢固地吸附在牆體上,不容易脫落。

    3、輪胎

    石墨烯具有堅硬且韌性好,能減少輪胎的磨損,也能防止輪胎被扎破,提高了輪胎的使用壽命;石墨烯本身質地輕薄,減少了車體的重量,進而提高車速,減少油耗;石墨烯具有超強導電性,石墨烯輪胎能將車上的靜電傳輸到地面,以此消除靜電安全隱患;石墨烯具有超導熱性,提高輪胎的散熱能力,降低輪胎表面的溫度。

    4、LED

    石墨烯LED燈基於石墨烯的可逆液晶相變材料(RLCR),結合石墨烯的超導熱效能夠快速得將LED燈上產生的熱量分散到外部,減少因發光時間太長而引起的發燙等現象。另外,石墨烯的透光率高,光效好,比起傳統的LED燈也更加省電。

    5、電池

    新能源電池是石墨烯最早商用的重要領域。早前美國麻省理工學院已成功研製出表面附有石墨烯奈米塗層的柔性光伏電池板,可極大降低製造透明可變形太陽能電池的成本,這種電池可在夜視鏡、相機等小型數碼裝置中應用。石墨烯超級電池的成功研發,解決了新能源汽車電池的容量不足以及充電時間長的問題,極大加速了新能源電池產業的發展。這一系列研究成果為石墨烯在新能源電池行業的應用鋪就了道路。此外,有研究人員證實,其製備了一種由石墨烯和矽製成的鋰離子電池,該電池一次充電可使用一週,僅15分鐘即可完成充電。華為也曾釋出了其對基於石墨烯的鋰離子電池的研究,該電池具有更高的耐熱性,且壽命是傳統鋰離子電池的兩倍。

    6、感測器

    石墨烯因其獨特的特性(包括大的體積比,獨特的光學特性,出色的電學特性),在感測器應用中得到了極大的開發。例如,它已應用於葡萄糖、膽固醇、血紅蛋白和癌細胞的診斷。同時,它也可以用作pH感測器來檢測汙染物。由於基於石墨烯的壓力感測器佔地面積小、重量輕,因此它對航空業也特別有吸引力。石墨烯在空氣或生物流體中不會氧化,透過將生物捕獲分子和阻擋層應用於石墨烯,然後控制石墨烯與生物測試樣品的液體之間的電壓差,可以將石墨烯電路配置為場效應生物感測器。在各種型別的石墨烯感測器型別,生物感測器是第一種可出售的感測器。

    7、運動器材

    石墨烯基複合材料將有助於生產更堅固、更輕且更耐用的運動器材。Directa Plus是腳踏車輪胎的石墨烯供應的先驅,早期的實驗室輪胎測試表明,石墨烯的新增會給產品的效能帶來飛躍。在50公里的計時賽中,可以幫助運動員節省40秒的時間,並且石墨烯的應用使得車胎對穿刺和割傷的抵抗力得到了顯著提高。HEAD公司宣佈了他們的新系列石墨烯網球拍(YouTek Graphene Speed系列)。據稱石墨烯的使用可以使得球拍杆身變得又輕又堅固。

    8、電晶體

    IBM的研究可以使石墨烯電晶體在不久的將來得到應用。該電晶體的研製是IBM承接的美國國防部高階研究計劃局的一項任務中的一部分,美國軍方希望該項研究能夠幫助他們研發出高效能的無線調頻電晶體。IBM研究院在接受採訪時指出,石墨烯無法在數字計算領域完全取代矽,但它們可以互為補充,以混合電路的形式擴充套件計算機晶片的效能,此類電路不依賴於較高的開關比。同時他們表示石墨烯電晶體電路的尺寸在理論上是無限的,相較於矽基電路,石墨烯的輸電速度要快200倍。

    9、超級電容器

    超級電容器就像電池和電容器的混合體。石墨烯超級電容器是一種特殊的電容器,擁有異常高的導電性和大比表面積,在能量儲存和釋放過程中比同類產品有較高的優越性。

    研究人員曾宣佈了一種基於DVD燃燒器還原方法生產石墨烯超級電容器的新技術。隨後,該技術被改造為生產堆疊式3D超級電容器。堆疊配置大大提高了裝置的能量密度,在測試中,器件在12,000次充放電迴圈中保持穩定,並保留了90%的電容。

    10、醫療

    在醫療領域,石墨烯有望作為藥物輸送平臺來治療癌症,也有可能在組織工程中作為增強劑使用。但是這些都不太可能在近期進入市場,加快其商用推廣已成為熱點話題。

    組織工程:石墨烯在組織工程中用作增強劑,可以改善可生物降解的聚合物奈米複合材料在工程骨組織應用中的機械效能。

    生物成像:功能化且分散於表面活性劑的石墨烯溶液已被設計為血池MRI造影劑。此外,摻入石墨烯奈米粒子的碘和錳已成為多模式MRI計算機斷層掃描(CT)造影劑。

    藥物輸送:莫納什大學(Monash University)的研究人員發現,石墨烯可有效吸附癌細胞,從而能夠設計用於癌症治療的藥物遞送劑。

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