Interested Article - Применение графена

Применение графена находится на начальной стадии научно-исследовательских разработок и исследований. В перспективе графеновая электроника рассматривается как основное применение графена. Отсутствие запрещённой зоны позволяет рассматривать графен как идеальный материал для детектирования инфракрасного света и терагерцового излучения.

Оптика

В 2011 году в журнале Science была опубликована работа , где на основе графена предлагалась схема двумерного метаматериала (может быть востребован в оптике и электронике).

Аккумуляторы

В 2013 году в НИИ Физических проблем была обнаружена Коробчатая графеновая наноструктура (КГНС), представляющая собой многослойную систему расположенных вдоль поверхности параллельных полых наноканалов с четырёхугольным поперечным сечением. Толщина стенок/граней наноканалов около 1 нм. Поперечные размеры наноканалов равны примерно 25 нм. Протяжённость наноканалов составляет несколько сотен нанометров. КГНС может использоваться в качестве основы при создании сверхчувствительных датчиков , высокоэффективных каталитических ячеек, наноканалов для манипулирования- секвенирования ДНК , высокоэффективных теплоотводящих поверхностей, аккумуляторов с улучшенными характеристиками, наномеханических резонаторов , каналов умножения электронов в приборах эмиссионной наноэлектроники , сорбентов большой ёмкости для безопасного хранения водорода .

Медицина

В 2014 году исследователи из Массачусетского технологического института разработали технологию, позволяющую делать в листах графена отверстия определённого диаметра и получать сверхтонкие фильтры для высокой степени опреснения и очистки воды . В феврале 2018 года специалисты Объединения научных и прикладных исследований Австралии (CSIRO) предложили дешёвый способ массового и недорогого производства подходящих листов графена. По мнению представителей CSIRO, разработанная технология позволит отказаться от дорогостоящих и многоступенчатых методов очистки воды и способна привести к прорыву в решении проблемы нехватки питьевой воды .

В медицинских исследованиях графен демонстрирует противораковые свойства. Команда исследователей из Университета Манчестера в Великобритании во главе с Майклом Лизанти (Michael Lisanti) опубликовали статью в журнале «Oncotarget», посвящённую тому, как окись графена выборочно поражает стволовые клетки, относящиеся к категории раковых . Во время исследования учёные оценили эффекты графена при шести разных видах рака: молочной железы, лёгких, поджелудочной железы, простаты, яичников и головного мозга. Во всех случаях получен положительный результат. Предполагается, что графен может быть эффективен при широком диапазоне опухолей.

Электроника

Термоэлектрический эффект для графена превосходит резистивный омический нагрев , что в перспективе позволит создание на его базе схем, не требующих охлаждения .

Термоэлектрический эффект позволит существенно повысить КПД полупроводниковых солнечных батарей с использованием графена. Добавление графена во многие конструкционные материалы повышает их прочность, износостойкость. Так, свойства бетона после добавления 0,05 % графена улучшаются за счёт возрастания прочности.

Пластиковые листы с добавкой графена используются для теплоотвода в плоских и лёгких конструкциях мобильных телефонов, где они переносят тепло от аккумулятора .

Примечания

. Дата обращения: 3 августа 2020. 22 сентября 2020 года.
R. V. Lapshin (2016). (PDF) . Applied Surface Science (англ.) . Netherlands: Elsevier B. V. 360 : 451—460. arXiv : . Bibcode : . doi : . ISSN . (PDF) из оригинала 18 декабря 2018 . Дата обращения: 27 февраля 2020 . (имеется от 18 декабря 2018 на Wayback Machine ).
David L. Chandler. . New technique developed at MIT produces highly selective filter materials, could lead to more efficient desalination (англ.) . MIT News Office (25 февраля 2014). Дата обращения: 6 апреля 2018. 16 апреля 2018 года.
. NEWSru.com (15 февраля 2018). Дата обращения: 16 февраля 2018. 17 февраля 2018 года.
Catharine Paddock PhD. (англ.) . Medical News Today (26 февраля 2015). Дата обращения: 23 марта 2015. 24 марта 2015 года.
от 16 октября 2017 на Wayback Machine
. Дата обращения: 12 октября 2018. Архивировано из 18 августа 2015 года.
Евгений Аметистов Графен меняет все // Эксперт , 2021, № 21. — с. 55-57
. Дата обращения: 4 августа 2022. 20 сентября 2022 года.

Литература

Mathieu Massicotte, Giancarlo Soavi, Alessandro Principi, Klaas-Jan Tielrooij (2021). "Hot carriers in graphene -- fundamentals and applications". arXiv : . {{ cite arXiv }} : Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) ( ссылка )
Satender Kataria, Stefan Wagner, Jasper Ruhkopf, Aamit Gahoi, Himadri Pandey, Rainer Bornemann, Sam Vaziri, Anderson D. Smith, Mikael Östling, Max C. Lemme (2021). "Chemical vapor deposited graphene: From synthesis to applications". arXiv : . {{ cite arXiv }} : Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) ( ссылка )
Sanshui Xiao, Xiaolong Zhu, Bo-Hong Li, N. Asger Mortensen (2016). "Graphene-plasmon polaritons: From fundamental properties to potential applications". arXiv : . {{ cite arXiv }} : Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) ( ссылка )
Eric Pop, Vikas Varshney, Ajit K. Roy (2013). "Thermal properties of graphene: Fundamentals and applications". arXiv : . {{ cite arXiv }} : Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) ( ссылка )
Singh, Arun. Carrier Modulation in Graphene and Its Applications. — Singapore : Jenny Stanford Publishing, 2021. — ISBN 9814877603 .
Ray, Sekhar. Applications of graphene and graphene-oxide based nanomaterials. — Amsterdam : William Andrew is an imprint of Elsevier, 2015. — ISBN 0323375219 .
Warner, Jamie. . — Amsterdam : Elsevier, 2013. — ISBN 0123945933 .
Wypych, George. . — Toronto : ChemTec Publishing, 2019. — ISBN 9781927885512 .