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石墨烯的應(yīng)用入庫(kù)時(shí)間為2021-04-10 14:49:08、推薦關(guān)鍵詞有：居家裝修,石墨烯

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石墨烯是一種二維晶體，由碳原子按照六邊形進(jìn)行排布，相互連接，形成一個(gè)碳分子，其結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，那么石墨烯的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些呢?下面就一起隨佰佰安全網(wǎng)小編來(lái)了解一下吧。
領(lǐng)域一：導(dǎo)電油墨
導(dǎo)電油墨是用導(dǎo)電材料制成的油墨，具有一定程度導(dǎo)電質(zhì)，可作為印刷導(dǎo)電點(diǎn)或?qū)?b>電線路之用。近年來(lái)在手機(jī)、玩具、薄膜開(kāi)關(guān)、太陽(yáng)能電池、遠(yuǎn)紅外發(fā)熱膜以及射頻識(shí)別技術(shù)等行業(yè)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。過(guò)去數(shù)十年，導(dǎo)電油墨最大的下游是太陽(yáng)能電池以及顯示器件。未來(lái)包括觸摸傳感器及其電極、RFID以及電子紙張的應(yīng)用也將同時(shí)保持增長(zhǎng) 。
由于石墨烯的良好性能，其制成的油墨具有電阻小、導(dǎo)電性強(qiáng)以及光學(xué)透明性高等特點(diǎn)，在各類導(dǎo)電線路以及傳感器、無(wú)線射頻識(shí)別系統(tǒng)、智能包裝、醫(yī)學(xué)監(jiān)視器等電子產(chǎn)品中有廣泛應(yīng)用。2015年導(dǎo)電油墨的產(chǎn)量也已達(dá)到80萬(wàn)噸。預(yù)計(jì)到2015年導(dǎo)電油墨產(chǎn)量將達(dá)到130萬(wàn)噸，隨著石墨烯的生產(chǎn)技術(shù)成熟、成本降低，石墨烯導(dǎo)電油墨將逐漸占據(jù)市場(chǎng)份額。預(yù)計(jì)到2020年導(dǎo)電油墨領(lǐng)域石墨烯應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到2億元。
領(lǐng)域二：傳感器
石墨烯因其獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)在傳感器中有廣泛的應(yīng)用，具有體積小、表面積大、靈敏度高、響應(yīng)時(shí)間快、電子傳遞快、易于固定蛋白質(zhì)并保持其活性等特點(diǎn)，能提升傳感器的各項(xiàng)性能。主要用于氣體、生物小分子、酶和DNA 電化學(xué)傳感器的制作。新加坡南洋理工大學(xué)開(kāi)發(fā)出了敏感度是普通傳感器1000 倍的石墨烯光傳感器;美國(guó)倫斯勒理工學(xué)院研制出性能遠(yuǎn)超現(xiàn)有商用氣體傳感器的廉價(jià)石墨烯海綿傳感器。
領(lǐng)域三：生物材料
石墨烯類材料在生物領(lǐng)域有著多方面的應(yīng)用，其中氧化石墨烯可以制成納米抗菌材料，抗菌性源于其對(duì)大腸桿菌細(xì)胞膜的破壞。由于其具有豐富的材料來(lái)源，這種新型的晶體材料有望在環(huán)境檢測(cè)和臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
領(lǐng)域四：儲(chǔ)能材料
石墨烯在能源存儲(chǔ)方面也有著舉足輕重的作用，氫能一直以來(lái)都被看作是非常優(yōu)質(zhì)的能源，但由于它的密度低、易爆炸的特點(diǎn)，儲(chǔ)氫材料一直是人們研究的熱點(diǎn)，石墨烯類材料的出現(xiàn)將在氫能存儲(chǔ)中得到廣泛的應(yīng)用。希臘大學(xué)研究人員Froudakis等設(shè)計(jì)了新型3D碳材料，當(dāng)這種新型碳材料摻雜了鋰原子時(shí)，石墨烯柱的儲(chǔ)氫量可達(dá)到6.1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) 。Ataca等[22]利用第一性原理平面波法得到石墨烯被鈣原子摻雜后儲(chǔ)氫量可到達(dá)8.4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，鈣原子會(huì)留在石墨烯表面，有利于循環(huán)使用。Chen等利用二維石墨烯片摻雜鈀納米顆粒后再混合活性炭受體，用作儲(chǔ)氫材料。實(shí)驗(yàn)證明，這種材料在10MPa下儲(chǔ)氫量為0.82%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，比不含石墨烯的鈀材料提升了49%，而且此材料的吸附是高度可逆的。
領(lǐng)域五：鋰電池
石墨烯在鋰離子電池中的應(yīng)用比較多元化，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的是用在正極材料中作為導(dǎo)電添加劑，來(lái)改善電極材料的導(dǎo)電性能，提高倍率性能和循環(huán)壽命。目前比較成熟的應(yīng)用是將石墨烯制成導(dǎo)電漿料用于包覆磷酸鐵鏗等正級(jí)材料。正極用包覆漿料目前主要包括石墨漿料、碳納米管漿料等，隨著石墨烯粉體、石墨烯微片粉體量產(chǎn)、成本持續(xù)降低的情況下，石墨烯漿料將呈現(xiàn)更好的包覆性能。石墨烯漿料將隨鋰電池增長(zhǎng)而穩(wěn)步上升。鋰離子電池主要應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦、攝像機(jī)等便攜式電子器件等方面，并積極地向電動(dòng)力汽車等新能源汽車領(lǐng)域擴(kuò)展，具有長(zhǎng)期發(fā)展前景。

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