二维碳材料石墨烯( 六 ) _生活百科

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石墨烯基超级电容器结构与不同电压下的石墨烯理论能量密度海水淡化石墨烯过滤器比其他海水淡化技术要使用的多。水环境中的氧化石墨烯薄膜与水亲密接触后，可形成约0.9纳米宽的通道，小于这一尺寸的离子或分子可以快速通过。通过机械手段进一步压缩石墨烯薄膜中的毛细通道尺寸，控制孔径大小，能高效过滤海水中的盐份。

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储氢材料储氢材料石墨烯具有质量轻、高化学稳定性和高比表面积等优点，使之成为储氢材料的最佳候选者。航空航天由于高导电性、高强度、超轻薄等特性，石墨烯在航天军工领域的套用优势也是极为突出的。2014年，美国NASA开发出套用于航天领域的石墨烯感测器，就能很好的对地球高空大气层的微量元素、太空飞行器上的结构性缺陷等进行检测。而石墨烯在超轻型飞机材料等潜在套用上也将发挥更重要的作用。感光元件以石墨烯作为感光元件材质的新型感光元件，可望透过特殊结构，让感光能力比现有CMOS或CCD提高上千倍，而且损耗的能源也仅需原本10% 。可套用在监视器与卫星成像领域中，可以套用于照相机、智慧型手机等。複合材料基于石墨烯的複合材料是石墨烯套用领域中的重要研究方向，其在能量储存、液晶器件、电子器件、生物材料、感测材料和催化剂载体等领域展现出了优良性能，具有广阔的套用前景。目前石墨烯複合材料的研究主要集中在石墨烯聚合物複合材料和石墨烯基无机纳米複合材料上，而随着对石墨烯研究的深入，石墨烯增强体在块体金属基複合材料中的套用也越来越受到人们的重视。石墨烯製成的多功能聚合物複合材料、高强度多孔陶瓷材料，增强了複合材料的许多特殊性能。

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複合材料生物石墨烯被用来加速人类骨髓间充质干细胞的成骨分化，同时也被用来製造碳化硅上外延石墨烯的生物感测器。同时石墨烯可以作为一个神经接口电极，而不会改变或破坏性能，如信号强度或疤痕组织的形成。由于具有柔韧性、生物相容性和导电性等特性，石墨烯电极在体内比钨或硅电极稳定得多。石墨烯氧化物对于抑制大肠桿菌的生长十分有效，而且不会伤害到人体细胞。发展前景石墨烯的研究与套用开发持续升温，石墨和石墨烯有关的材料广泛套用在电池电极材料、半导体器件、透明显示屏、感测器、电容器、电晶体等方面。鑒于石墨烯材料优异的性能及其潜在的套用价值，在化学、材料、物理、生物、环境、能源等众多学科领域已取得了一系列重要进展。研究者们致力于在不同领域尝试不同方法以求製备高质量、大面积石墨烯材料。并通过对石墨烯製备工艺的不断最佳化和改进，降低石墨烯製备成本使其优异的材料性能得到更广泛的套用，并逐步走向产业化。中国在石墨烯研究上也具有独特的优势，从生产角度看，作为石墨烯生产原料的石墨，在我国储能丰富，价格低廉。正是看到了石墨烯的套用前景，许多国家纷纷建立石墨烯相关技术研发中心，尝试使用石墨烯商业化，进而在工业、技术和电子相关领域获得潜在的套用专利。如欧盟委员会将石墨烯作为“未来新兴旗舰技术项目” ，设立专项研发计画，未来10年内拨出10亿欧元经费。英国政府也投资建立国家石墨烯研究所（NGI），力图使这种材料在未来几十年里可以从实验室进入生产线和市场。石墨烯有望在诸多套用领域中成为新一代器件，为了探寻石墨烯更广阔的套用领域，还需继续寻求更为优异的石墨烯製备工艺，使其得到更好的套用。石墨烯虽然从合成和证实存在到今天只有短短十几年的时间，但是已成为今年学者研究的热点。其优异的光学、电学、力学、热学性质促使研究人员不断对其深入研究，随着石墨烯的製备方法不断被开发，石墨烯必将在不久的将来被更广泛的套用到各领域中。石墨烯产业化还处于初期阶段，一些套用还不足以体现出石墨烯的多种“理想”性能，而世界上很多科研人员正在探索“杀手锏级”的套用，未来在检测及认证方面需要面对太多挑战，有待在手段及方法上不断创新。

二维碳材料 石墨烯( 六 )

二维碳材料石墨烯( 六 )