Các đặc điểm và ứng dụng của Graphene

Ngày đăng: 14.03.2022

Graphene là một vật liệu bao gồm các nhóm nguyên tử cacbon được định vị theo hình lục giác. Sự sắp xếp này dẫn đến các đơn lớp dày một nguyên tử

Các đặc điểm và ứng dụng của Graphene

Tất cả chúng ta đều đã nghe nói đến graphene nhiều lần, trên radio, TV, báo chí… nhưng bạn có thực sự biết graphene là gì và được áp dụng ở đâu không? Hôm nay chúng tôi cho bạn biết thêm một chút về graphene và các ứng dụng của nó. Bạn sẽ ngạc nhiên về tất cả các đặc tính mà vật liệu này có, cùng theo dõi nhé!

Tính chất và ứng dụng của graphene

Graphene là gì?

Graphene là một vật liệu bao gồm các nhóm nguyên tử cacbon được định vị theo hình lục giác. Sự sắp xếp này dẫn đến các đơn lớp dày một nguyên tử.

tính chất và ứng dụng của graphene

Vật liệu này là một phần của một trong những chất phong phú nhất trong tự nhiên, than chì (ví dụ như than chì có thể được tìm thấy trong các mỏ chì của chúng ta). Một milimét graphit chứa ba triệu lớp graphene.

Các đặc tính của Graphene

Graphene là một chất có những đặc tính rất thú vị. Những đặc tính này cùng với sự phong phú của cacbon trong tự nhiên đã làm cho graphene trở thành vật liệu được nghiên cứu rất nhiều với những khả năng tuyệt vời.

Các đặc tính nổi bật nhất của graphene là:

  • Độ dẫn nhiệt cao
  • Độ dẫn điện cao
  • Độ đàn hồi cao và tính linh hoạt
  • Độ cứng cao
  • Sức đề kháng cao. Graphene cứng hơn thép khoảng 200 lần, tương tự như khả năng chống kim cương, nhưng nhẹ hơn nhiều.
  • Bức xạ ion hóa không bị ảnh hưởng
  • Có khả năng tạo ra điện bằng cách tiếp xúc với ánh sáng mặt trời
  • Vật liệu trong suốt
  • Mật độ cao không cho phép các nguyên tử Helium đi qua, nhưng nó cho phép nước đi qua, bay hơi với tốc độ giống như thể nó ở trong một thùng chứa mở.
  • Tác dụng kháng khuẩn. Vi khuẩn không thể phát triển trong đó.
  • Hiệu ứng Joule thấp, làm nóng khi dẫn điện tử.
  • Tiêu thụ điện thấp so với các hợp chất khác

Các ứng dụng của Graphene

Do những đặc tính tuyệt vời nêu trên, graphene có khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, được biết đến nhiều nhất được thể hiện trong hình sau.

Tính chất và ứng dụng của Graphene

Trong lĩnh vực điện tử, graphene được sử dụng, ví dụ, trong sản xuất vi mạch, bóng bán dẫn, phát triển các loại mực dẫn điện cho phép in mạch.

Graphene có thể tăng cường sử dụng năng lượng tái tạo, chẳng hạn như năng lượng mặt trời. Bằng cách đưa vật liệu này vào các tấm pin mặt trời, nó sẽ có thể tăng hiệu suất và sản xuất nhiều năng lượng hơn.

Trong lĩnh vực ô tô, việc sử dụng graphene trong pin sẽ tăng khả năng tự chủ và giảm thời gian sạc, do đó cải thiện hiệu suất của ô tô điện.

Các ứng dụng thực tế với graphene

Trong phần này, chúng tôi chỉ cho bạn một số ví dụ về các sản phẩm hoặc vật liệu trong đó graphene đã được sử dụng trong các sản phẩm khác nhau.

Nhãn bảo mật

Đầu tiên, và có thể là ứng dụng thực tế và đầu tiên của graphene, là trên nhãn an toàn. Bạn có biết những nhãn màu óng ánh đã được đính kèm, chẳng hạn, trong nhiều mặt hàng quần áo? Chắc chắn bạn sẽ nhiều lần nhìn thấy chúng mà không hề biết rằng chúng có chất graphene!

Nhờ graphene, nhãn này có mạch in thực hiện chức năng cảnh báo và phát âm thanh nếu nó được xử lý hoặc nếu nhãn rời khỏi cửa hàng mà không ngắt kết nối an toàn. Những nhãn này có thể bị nhăn hoặc gấp lại mà không bị hỏng và chi phí rất thấp, xu cho mỗi nhãn.

Những loại mực này cung cấp nhiều ứng dụng cho ngành công nghiệp, các mạch điện tử siêu phẳng cung cấp khả năng vô tận!

Tính chất và ứng dụng của Graphene

Lưỡi dao Padel

Hiện nay, trong lĩnh vực thể thao đã có những sản phẩm kết hợp graphene trong thành phần của nó. Một ví dụ về điều này là các cánh quạt trong đó graphene có thể được sử dụng cả trên các mặt của lưỡi dao, trên bề mặt va chạm hoặc trên khung, để làm cho chúng bền hơn và tăng thời gian sử dụng.

Ngoài ra, cũng có khả năng bao gồm graphene trong bọt tạo thành phần thân của các lưỡi dao. Nếu bạn nhìn vào lưỡi kiếm của mình, bạn sẽ thấy rằng nhiều người quảng cáo nó một cách rõ ràng như một yêu sách.

Tính chất và ứng dụng của Graphene

Cảm biến y tế

Một trong những đặc tính khác của graphene là khả năng phát hiện lượng chất tối thiểu. Graphene có thể phát hiện một phân tử đơn lẻ trong một khối lượng lớn. Những đặc tính này đã được phát triển thông qua graphene oxide và có một số công ty y tế đã bán các cảm biến của họ bằng graphene.

Ngoài các ứng dụng y tế, các cảm biến này cũng có thể được sử dụng trong các nghiên cứu về môi trường và an toàn.

Tính chất và ứng dụng của Graphene

Suy xét về Graphene

Hiện tại, graphene có một loạt nhược điểm cần lưu ý khiến nó khó sử dụng trong nhiều sản phẩm hơn. Đầu tiên là khó khăn về kỹ thuật để sản xuất nó ở cấp độ công nghiệp, có ảnh hưởng lớn đến giá cuối cùng của nó. Vấn đề thứ hai, xuất phát từ vấn đề trước, là sự gia tăng giá thành sản phẩm mà graphene được thêm vào.

Việc sử dụng graphene phải hợp lý và không được sử dụng vì "thời trang". Nó là một vật liệu có các đặc tính tuyệt vời nhưng giá của nó, tùy thuộc vào loại của nó, hiện tại rất cao.

Mặc dù vậy, chúng tôi tin rằng graphene có tiềm năng sử dụng lớn, như chúng ta đã thấy, trong nhiều lĩnh vực và lần lượt trong các ứng dụng rất đa dạng.

Bài viết được dịch từ: What is graphene? Graphene characteristics and applications

Bài viết liên quan

x

Đã thêm vào giỏ hàng!

Xem giỏ hàng