Grafenin Çeşitli Sektör ve Alanlarda 60 Adet Kullanım Alanı
Birçok uzman için grafen geleceğin malzemesidir. Bilimsel tanımı biraz karmaşık kabul edilebilir, ancak gerçek şu ki, bu malzemenin özellikleri teknoloji dünyasında yeni bir ufuk açıyor.
Grafen, grafite benzer şekilde saf karbondan oluşan, ancak onu olağanüstü hafif ve güçlü kılan özelliklere sahip bir malzemedir. Bir metrekarelik bir grafen tabakası 0,77 miligram ağırlığındadır. Mukavemeti çeliğe göre 200 kat daha fazladır ve yoğunluğu karbon fiberinkine benzer. Tüm bunlar, kırılmadan yüksek bükülme kuvvetlerine dayanmasını sağlar. Elektrik ve ısı için en iletken malzemelerden biridir, bu da onu elektronik ve diğer birçok endüstri için mükemmel bir malzeme yapar.
Uygulamaları neredeyse sınırsızdır ve birçok alanda devrim yaratmayı vaat eder: elektronik ve bilgi işlemden inşaat ve hatta sağlığa kadar. Bu listede neredeyse tüm grafen uygulamalarını bulabilirsiniz – bazıları halihazırda ticarileştirilmiş, bazılarının gerçekleşmesi için yıllar gerekir.
Bir hatırlatma: Grafene bir nedenle “harika malzeme” deniyor. Bununla ilgili henüz yayınlanmamış ama yarın dünyayı değiştirebilecek onlarca araştırma var. Öte yandan, burada listelediğimiz potansiyel uygulamalardan bazıları gelecekte de kanıtlanamayabilir. Bu nedenle bu listenin tüm grafen uygulamalarını içerdiğini iddia edemeyiz ancak tartışmasız grafen uygulamalarının çevrimiçi bulabileceğiniz en kapsamlı listelerinden biridir.
Sorumluluk Reddi: Bu gönderinin veya diğer bağlantılı materyallerin içeriği yalnızca bilgilendirme amaçlıdır ve tıbbi veya teknik tavsiye olarak alınmamalıdır.
Listeye rehber:
Grafenin Enerji Endüstrisindeki Uygulamaları: Madde 1-6
Grafenin Tıpta Uygulamaları: Madde 7-22
Elektronikte Grafenin Uygulamaları: Madde 23-34
Grafenin Gıda Endüstrisindeki Uygulamaları: Madde 35-39
Sporda Grafenin Uygulamaları: Madde 40-45
Diğer Grafen Uygulamaları: Madde 46-60
Grafenin Enerji Endüstrisindeki Uygulamaları
1. Güneş Pillerinde Grafen
Daha hafif, esnek ve şeffaf güneş pilleri geliştirme fikri bir süredir ortalıkta dolaşıyordu ama asıl mesele tüm özelliklere sahip ve akımı taşıyabilecek malzemeyi bulmaktı. İndiyum Kalay Oksit şeffaf olduğu için kullanıldı, ancak esnek olmadığı için hücrenin sert kalması gerekiyordu.
2017 yılında, MIT’den araştırmacılar, Grafen’i bir güneş piline başarıyla uygulamayı başardılar. Grafen güneş hücresini Alüminyum ve İndiyum Kalay Oksitten yapılmış diğerleriyle karşılaştırdıklarında, ITO hücresi kadar iyi ve mevcut yoğunluklar ve güç dönüştürme verimliliği açısından Al birinden biraz daha kötü olduğunu gördüler. Bununla birlikte, şeffaf bir hücrenin, şeffaf olmayan Alüminyum esaslıdan daha düşük performans göstermesi beklenmektedir.
Elektriksel özellikler çığır açan bir gelişme olmasa da her türlü yüzeye (araba, elbise, kağıt, cep telefonu vb.) Takılabilen esnek ve şeffaf bir güneş pili geliştirildi. Dahası, diğer bilim adamları, grafen güneş hücrelerinin teorik olarak mümkün görünen yağmur damlalarından enerji üretip üretemeyeceğini bulmaya çalışıyorlar.
2. Grafen Piller
Grafenle geliştirilmiş Li-ion piller, giyilebilir elektronik cihazlarda kullanılabilmesi için daha uzun ömür, daha yüksek kapasite ve daha hızlı şarj süresinin yanı sıra esneklik ve hafiflik gibi inanılmaz özellikler gösterir.
3. Nükleer Santrallerde Grafen
Nükleer santrallerde reaktörleri soğutmak için kullanılan ağır su hem üretmek maliyetlidir hem de üretim sırasında bir milyon ton CO2 emisyonuna neden olur. Manchester Üniversitesi’nden araştırmacılar, ağır su üretmek için daha yeşil ve düşük maliyetli bir yöntem olduğunu keşfettiler: grafen membranlar. Ekip lideri Dr. Lozada-Hidalgo, bu yeniliğin son derece önemli olduğuna ve bu endüstri genellikle yeni teknolojiler konusunda şüpheci olsa da nükleer endüstriye girişinin yakında olacağına inanıyor.
4. Termoelektrikte Grafen
Seebeck etkisi, elektronları sıcak kısımdan daha soğuk kısma taşımak ve elektrik üretmek için iki farklı elektrik iletkeninden birine (veya yarı iletkenlere) ısı uygulandığında ortaya çıkan termoelektrik bir etki olarak tanımlanır. Bununla birlikte, bu yöntemle üretilen enerji gerçekten küçüktür ve genellikle mikrovoltlarla ölçülür. Yine de pratikte boşa harcanan motorların ürettiği ısıdan yararlanmak için kullanılabileceği düşünülmektedir. Grafen, Strontium Titanate tarafından oluşturulan Seebeck etkisini neredeyse 5 kata kadar artırmak için kullanılabilir.
5. Alkol Distilasyonunda Grafen
Grafenin fiziksel özellikleri o kadar ilginç ve benzersiz ki, büyük su moleküllerinin geçmesine izin verirken camdan sızabilecek Helyum moleküllerini durdurur. Manchester Üniversitesi’nden Andre Geim (Graphene’nin mucitlerinden biri) ve Rahul Nair, geliştirdikleri grafen membranla bir şişe votkayı kapatmayı denediler ve grafenin etanolü oda sıcaklığında ve damıtma için gerekli vakum olmadan bile etkili bir şekilde damıtabileceğini keşfettiler. yöntemleri. Bu kullanım alanı alkollü içeceklerde, yakıtta, su arıtmada vb. Kullanılabilir.
6. Yakıt Hücrelerinde Grafen
En küçük atom olarak bilinen hidrojen atomları bile Grafenden geçemez. Başka bir araştırmada, Sir Andre Geim ve ekibi, protonların grafen tarafından engellenip engellenmeyeceğini test etti. Şaşırtıcı bir şekilde, protonlar grafenden geçebilirdi. Bu özellik, dayanıklılığı ve verimliliği azaltan yakıt hücrelerinde büyük bir sorun olan yakıt geçişini düşürerek yakıt hücrelerinin performansını artıracaktır.
Grafenin Tıpta Uygulamaları
7. İlaç Tesliminde Grafen
Fonksiyonelleştirilmiş grafen, kanser hastaları için kemoterapi ilaçlarını tümörlere taşımak için kullanılabilir. Grafen bazlı taşıyıcılar, kanser hücrelerini daha iyi hedefledi ve etkilenen sağlıklı hücrelerin toksisitesini azalttı ve azalttı. İlaç verilmesi kanser tedavisi ile sınırlı değildir, antiinflamatuar ilaçlar da grafen ve kitosan kombinasyonları ile taşınmış ve umut verici sonuçlar vermiştir.
8. Kanser Tedavisinde Grafen
Grafen ayrıca hastalığın erken evrelerinde kanser hücrelerini tespit edebilir. Dahası, tümörün doğru oluşumuna müdahale ederek veya kanser hücrelerinin ölümüne yol açan otofajiye neden olarak birçok kanser türünde daha fazla büyümelerini durdurabilir.
9. Gen İletiminde Grafen
Gen iletimi, yabancı DNA’yı hücrelere getirerek bazı genetik hastalıkları iyileştirmek için kullanılan bir yöntemdir. Polietilenimin ile modifiye edilmiş grafen Oksit bu amaçlar için kullanılabilir, ilaç verme durumunda olduğu gibi düşük sitotoksisite göstermesi beklenir.
10. Fototermal Tedavide Grafen
Fototermal terapi (PTT), vücudun hedeflenen bölgesindeki anormal hücreleri, bu hücreleri tahrip edebilen ısı yaratan özel bir maddeye ışınlayarak ortadan kaldırmak için kullanılan bir yaklaşımdır. Grafen oksit, PTT’nin etkinliğini çeşitli yollarla artırır. Birincisi, aynı anda PTT’ye maruz kalırken tümör hücrelerine kemoterapötik ilaçları taşımak için kullanılabilir. Kemoterapi ve PTT’yi bu şekilde birleştirmek, bu yaklaşımlardan birini tek başına kullanmaktan daha etkilidir. PTT sırasında kanser hücrelerinin biyo-görüntülenmesi için indirgenmiş grafen oksit (QD-CRGO) nanokompozit kullanılabilir. Dahası, Texas Tech ve Texas A&M Üniversitesi’nden bir grup bilim insanı araştırmalarında, beyin kanseri için PTT için bir platform olarak biyouyumlu porfirin ile işlevselleştirilmiş grafen oksidin kullanılmasının, tek başına PTT’den daha fazla kanser hücresi öldürdüğünü ve buna zarar vermediğini gösterdi. sağlıklı hücreler.
11. Diyabet İzlemede Grafen
Bath Üniversitesi’nden bilim adamları, şu anda kullanılan parmak delme testlerinin aksine cildi delmeyen bir kan şekeri izleme testi geliştirdiler. Bir grafen sensörü içeren bu yama, en az bir saç folikülü içeren küçük bir alanda çalışabilir. Glikozu hücreler arasında bulunan sıvıdan çekerek tespit eder. Bu sadece ağrılı kan şekeri izleme yöntemlerini sona erdirmekle kalmaz, aynı zamanda sonuçların doğruluğunu da artırması beklenir.
12. Diyalizde Grafen
Grafen membranlar yalnızca enerji, nükleer ve gıda endüstrileri için yararlı değildir. MIT’den bir grup araştırmacı, grafenin kanı atıklardan, ilaçlardan ve kimyasallardan filtrelemek için de kullanılabileceğini gösterdi. Grafenin bu durumda üstünlüğü, geleneksel membranlardan 20 kat daha ince olması ve bu da hastalar için diyalizde geçirilen sürenin önemli ölçüde azalmasına neden olmasıdır.
13. Kemik ve Diş İmplantasyonunda Grafen
Bir kalsiyum apatit formu olan hidroksiapatit, rejenere kemik ve diş dokuları için sentetik bir kemik ikamesi olarak kullanılan bir malzemedir. Hidroksiapatit ve Kitosan ile birleştirilen grafen, tek başına HAp ile karşılaştırıldığında, ikame maddenin mukavemetinde, korozyon direncinde, esnekliğinde ve mekanik ve osteojenik özelliklerinde artış göstermiştir.
14. Doku Mühendisliği ve Hücre Tedavisinde Grafen
Grafenin iyileştirebileceği tek doku kemikler değildir. Bazı grafen formlarının, insan osteoblastları ve insan mezenkimal hücreleri ile uyumlu olduğu ve hücrelerin fizyolojik mikro çevresi ile benzer özellikler gösterdiği gösterilmiştir. Bu yöntemle büyütülen hücreler, hücrelerin canlılığı üzerinde etkisiz kalırken daha iyi büyüme, proliferasyon ve farklılaşma gösterdi. Kök hücreler, nöronal bozuklukları veya nörodejeneratif hastalıkları olan kişilerin yaşamlarını iyileştirmek için doku yeniden yapılandırmasında özellikle önemlidir.
15. Grafen UV Sensörleri
UV sensörleri, cilt problemlerine ve hatta kansere yol açabilecek tehlikeli ultraviyole radyasyon seviyelerini tespit etmek için kullanılır. Bununla birlikte, UV sensörlerinin tek kullanımı bu değildir, askeri, optik iletişim ve çevresel izlemede de kullanılırlar. Grafen tek başına yüksek bir ışık duyarlılığı göstermeyebilir, ancak diğer malzemelerle birleştirildiğinde, yakın gelecekte giyilebilir elektronik gibi teknolojilere yol açacak esnek, şeffaf, çevre dostu ve düşük maliyetli UV sensörleri oluştururlar.
16. Beyin İçin Grafen
Beyin hakkındaki gizemler henüz tam olarak açığa çıkmadı. Grafen tabanlı bir teknoloji, bilim insanlarının beynin elektriksel aktivitesini kaydederek bilinmeyenlerin çoğunu ortaya çıkarmasına izin verebilir. Bu yeni cihaz, eski teknolojilerin sınırlarının altındaki frekansları duyabiliyor ve beynin işleyişine müdahale etmiyor. Beynin nasıl çalıştığına dair araştırmanın yanı sıra, teknoloji bilim adamlarının epilepsi nöbetlerinin arkasındaki nedenleri anlamalarına ve hastalar için tedaviler geliştirmelerine yardımcı olabilir. Dahası, beyin hakkında daha fazla şey keşfetmek, protez uzuvların kontrolü dahil birçok alanda kullanılan yeni Beyin-Bilgisayar arayüzlerinin geliştirilmesine yol açabilir.
17. HIV Tanısında Grafen
Tüm gelişmelere rağmen, mevcut HIV teşhis yöntemlerinde birçok dezavantaj vardır. Hastaya bulaştıktan yaklaşık bir ay sonra vücuttaki antikorları tespit edebilir veya virüsün kendisini tespit edebilirler ancak bu yöntemlerin kendilerini işlemesi biraz zaman alır ve antikor yöntemine göre daha pahalıdır. Altın Nanopartiküller içeren silikon veya grafenden yapılmış bir biyosensör, HIV üzerinde bulunan bir antijen olan p24’ü hedefleyen İspanyol Ulusal Araştırma Konseyi tarafından geliştirildi. Yeni yöntem, virüsü enfekte olduktan yalnızca bir hafta sonra ve mevcut testlerin fark edebileceğinden 100.000 kat daha düşük seviyelerde tespit edebiliyor. Ayrıca, testin sonuçları test edildikten sonraki 5 saat içinde hazırdır.
18. Grafen Biyosensörleri
Grafenin avantajlarından biri, minimum miktarda maddeyi tespit etme kabiliyetidir. Büyük hacimdeki tek bir molekül bile onunla tespit edilebilir. Grafen, grafen oksit veya indirgenmiş grafen oksitten yapılan biyosensörler, DNA, ATP, dopamin, oligonükleotidler, trombin ve farklı atomları tespit ederken ultra hassas özellikler gösterir. Halihazırda grafen ile yapılmış tıbbi sensörler satan birkaç tıbbi şirket var.
19. Grafen Bakterisit
Grafen, dış katmanları arasında hücre zarlarına zarar vererek bakteri, virüs ve mantar gibi mikroorganizmaların oluşumunu önlediği için muhteşem bir bakteri öldürücü maddedir. Grafen, Grafen Oksit ve indirgenmiş Grafen Oksit’in farklı türevleriyle karşılaştırıldığında en iyi antibakteriyel etkileri gösterir. GO aynı zamanda antibakteriyel özellikleri daha da artırmak için gümüş nanopartiküller içeren bir bileşik olarak da kullanılabilir.
20. Doğum Kontrolünde Grafen
Grafen, prezervatifte istenen tüm özelliklere sahiptir: Esnek, ekstra güçlü ve son derece incedir. Manchester Üniversitesi’nden araştırmacılar, grafen ve lateksten oluşan bir “süper prezervatif” geliştirmek için çalıştılar. Araştırma, Bill ve Melinda Gates Vakfı’ndan biri de dahil olmak üzere birçok fon aldı.
21. Sağır-Dilsiz İletişimde Grafen
Bir grup Çinli bilim insanı, işaret dilini metne ve konuşma diline çevirebilen giyilebilir, biyo-entegre bir cihaz geliştirdi. Cihaz, grafenin inanılmaz iletkenlik ve esneklik özelliklerini kullanır.
22. Vücut Taramalarında Grafen
X ışınlarının aksine vücut taraması için kullanılabilen T dalgaları insan vücuduna zararsızdır. Ancak, bir püf noktası var. T dalgalarının veya THZ radyasyonunun hem tespit edilmesi hem de üretilmesi zordur. İyi haber şu ki, bazı modifikasyonların ve diğer malzemelerin yardımıyla CVD grafen, THZ radyasyonunu başarılı bir şekilde tespit edebilir. Bu sadece daha güvenli vücut taramalarına değil, aynı zamanda gelecekte inanılmaz derecede daha hızlı internete de yol açacaktır.
Grafenin Elektronikte Uygulamaları
23. Işık Üretmede Grafen
MIT’deki araştırmacılar, ışığın grafenin yüzeyine çarptığında yavaşladığını ve fotonların, grafen üzerinde hareket ederken artan elektron hızına çok yakın bir hızda hareket etmeye başladığını keşfettiler. Bu tesadüf, elektronlar için ışık bariyerini kırmayı mümkün kılar ve ışık yaratır. Bu yöntemin floresan veya LED’ler gibi geleneksel ışık üretme yöntemlerine göre avantajı, daha verimli, daha hızlı, kompakt ve kontrol edilebilir olması ve grafenden ışık üretmenin daha da küçülmek için önemli bir kilometre taşı olacağı gibi görünüyor. daha hızlı ve daha verimli bilgisayar çipleri.
24. Grafen Transistörler
Silikonun yerini grafen ile değiştiren yeni süpertransistörler, günümüz teknolojisine göre bilgisayarların hızını bin kata kadar artırabiliyor. Bilgisayarların hızının artırılması, blok zinciri, dış uzay simülasyonları, robotlar ve borsalar dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere birçok teknolojinin geliştirilebilmesi için çok önemli bir adımdır.
25. Su Geçirmez Elektroniklerde Grafen
İnsanların korktuğu elektronik cihazların temel sorunlarından biri suya düşürülmesidir. Cihazı sıkı geçme vidalarla kaplamak yerine grafen bu soruna harika bir çözüm sunuyor. Iowa Eyalet Üniversitesi’nden mühendisler, grafen şeffaf, güçlü ve elektrik ilettiği için cihazın devrelerini grafen pullarıyla yazdırıyor. Grafen pulları belirli bir sırayla düzenlenir ve bunları birleştirmek için iletken olmayan bağlayıcılar kullanılır, bu da iletkenliği artırır. Çoğu uygulama alanında olduğu gibi grafen bu soruna yine harika bir çözüm getiriyor.
26. Giyilebilir Elektronikte Grafen
Araştırmacılar, giyilebilir cihazlara güç sağlamanın yeni yollarını arıyor. Olağanüstü yollardan biri, grafenli bir kumaş üzerine basılmış esnek pillerdir. Bu, insanların pillerini takmalarına ve akıllı telefonlarına veya diğer cihazlarına tam anlamıyla güç sağlamalarına olanak tanır. Bu başarılabilirse çevre dostu ve enerji depolayabilen akıllı bir e-tekstil olacaktır. Ağır güç bankaları veya şarj cihazları taşımak, bu harika fikrin icat edilmesiyle tarihe karışacak.
27. Dokunmatik Ekranlar için Grafen
İndiyum kalay oksit (ITO), akıllı telefonların, tabletlerin ve bilgisayarların şeffaf iletkeni olarak kullanılan ticari bir üründür. Rice Üniversitesi’nden araştırmacılar, dokunmatik ekranlarda kullanılmak üzere grafen bazlı ince bir film geliştirdiler. Grafen esaslı ince filmin, daha düşük direnç ve daha yüksek şeffaflığa sahip olduğu için performans açısından ITO ve diğer tüm malzemeleri geride bıraktığı bulunmuştur. Bu nedenle, Grafen, ITO’nun yerini alması için yeni aday malzemedir.
28. Esnek Ekranlarda Grafen
Teknoloji dünyası, akıllı telefonlar veya tabletler gibi ürünlere dahil edilecek bir malzeme olarak grafenin standardizasyonunun en büyük yararlanıcılarından biri olacaktır. Akıllı telefonlar dünyasında ilerlemek için kesin bir adım olacaktır.
Son zamanlarda bir Çinli şirket, grafen dokunmatik ekranlı bükülebilir bir akıllı telefon üretti. Bir kat grafen güçlü, hafif, şeffaf ve çok iletken olduğu için akıllı telefon üretimi için tüm gereksinimleri karşılar. Çinli şirketin akıllı telefonu bir bükülmeyi tamamen sarma özelliğine sahip ve sadece 200 gram ağırlığında ve bu da kullanım için mükemmel bir kolaylık sunuyor. Bununla birlikte, grafen üretimi, akıllı telefonlarda kullanılan diğer malzemelere göre endüstriyel ölçekte pahalıdır. Araştırmacılar, daha düşük maliyetlerle grafen üretmenin yollarını arıyorlar. Bu sorun ve diğerleri çözüldüğünde, gelecekte eski telefonların yerini bu esnek akıllı telefonlara bırakacak gibi görünüyor.
Çevre dostu yöntemler ve en düşük maliyetlerle en yüksek kalitede Grafen üreten Nanografi’nin Greengraphene projesini keşfedin: Nanografi’nin EU Horizon2020 kazanan projesi: GREENGRAPHENE
29. Sabit Disklerde ve Hafızalarda Grafen
Genellikle grafen, en azından kontrol edilebilir veya kullanışlı bir şekilde manyetik olarak kabul edilmez. 2015 yılında ABD Deniz Araştırma Laboratuvarı araştırmacıları, grafeni güvenilir ve kontrol edilebilir bir elektromanyetik malzemeye dönüştürmenin bir yolunu buldular. Bu yenilik sabit disklerde kullanılırsa, bugün kullandığımızdan neredeyse bir milyon kat daha büyük bir kapasiteye sahip olması bekleniyor.
30. Elastik Robotlarda Grafen
Bir araştırma ekibi, esnek veya elastik robotik parçalar oluştururken çok sayıda uygulamada kullanılabilmesi için yakın kızılötesi ışığa duyarlı bir jel geliştirdi. Bu yöntemle oluşturulan yılan benzeri robotlar, dışarıdan gelen herhangi bir kuvvet olmaksızın şeklini değiştirebilmektedir. Gelecekteki uygulamaları, arama-kurtarmadan tıbbi operasyonlara kadar değişebilir.
31. Süperiletken Olarak Grafen
Bilim adamları, grafenin süper iletken bir malzeme olarak da kullanılabileceğini keşfettiler. İki Grafen katmanı elektronu herhangi bir direnç olmadan iletebilir. Bu, bu iki grafen katmanını 1,1 ° ‘lik bir’ sihirli açıda ‘bükerek başarılabilir. Süper iletken malzemelerin çoğu, özelliklerini mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda gösterir. Normal olanlara göre Yüksek sıcaklıkta süper iletken malzemeler bile yaklaşık -140 ° C’de çalışabilir. Başka bir deyişle, bu süper iletken malzemeler soğutma için çok büyük bir enerji gerektirir. Grafen, oda sıcaklığına yakın sıcaklıklarda süper iletken bir malzeme olarak kullanılabilirse, birçok uygulama alanı için büyük bir devrim olacaktır.
32. Optoelektronikte Grafen
Zaman geçtikçe enerji ve güç ihtiyacı arttığı için araştırmacılar optik iletişim için yeni bir malzeme üzerinde çalışıyorlar. Farklı üniversitelerin iş birliği ile yürütülen bir araştırma, grafenin silikon ile entegre edilmesinin mevcut silikon fotonik teknolojisini yenebileceğini göstermiştir. Mevcut sanat durumunu nasıl yenebilir? Çünkü grafen ile yapılan cihazlar daha ucuz, daha basit ve yüksek ölçekli dalga boylarında çalışıyor. Görünüşe göre grafen, düşük enerjili bir optik telekomünikasyon ve diğer birçok uygun optik sistem sunacak.
33. Optik Sensörlerde Grafen
Grafen, süper özelliklerinden dolayı endüstri ve bilimde birçok atılımlara sahiptir. Araştırmacılar, optik sensörleri küçültmek için ışığı küçültmeye çalıştı. Son zamanlarda, Barselona’daki Fotonik Bilimler Enstitüsü (ICFO), Graphene Flagship ekibinin işbirliği ile, birçok araştırmacı tarafından imkansız olduğu düşünülen ışığın tek bir atom kalınlığına indirgenmesini açıklayan bir çalışma yürüttü. Bu keşif, ultra küçük optik sensörler ve anahtarlarda büyük bir adıma yol açacak.
34. Grafen Güvenlik Sensörleri
Grafenin ilk pratik ve gerçek uygulamalarından biri güvenlik etiketleriydi. Birçok mağazanın kullandığı hacimli sensörler yerine grafen ile yapılan sensörler daha küçük, daha estetik, devreye zarar vermeden bükülebiliyor ve etiket başına sadece birkaç kuruşa mal oluyor.
Grafenin Gıda Endüstrisindeki Uygulamaları
35. Gıda Ambalajında Grafen
Grafen, su ve oksijen transferini engellediği için kaplama malzemesi olarak da kullanılabilir. Grafen membranlar, yiyecek ve ilaçları daha uzun süre taze tutarak gıda veya ilaç ambalajlarında kullanılabilir. Basit bir uygulama gibi görünebilir, ancak insanların her gün attığı gıda israfı miktarını önemli ölçüde azaltabilir.
36. Su Arıtmada Grafen
Normalde, su arıtma basit bir süreç değildir ve sürecin fizibilitesi suyun ne kadar kirlendiğine bağlıdır. Avustralyalı bir bilim adamı, suyu bir adımda arıtmak için düşük maliyetli bir teknik buldu. Filtre olarak ‘GrapHair’ olarak da adlandırılan soya bazlı grafen kullanılır. Bu filtre, en kirli suyu içilebilir hale getirebilir. diğer yöntemlere göre daha verimli, daha ucuz ve çevre dostudur.
37. Tuzdan Arındırmada Grafen
Gezegende bulunan toplam suyun yaklaşık% 97,5’i tuzludur. Ne kadar kuyu kazarsak açalım, toplamın sadece% 2,5’i tatlı su. Grafen kullanan ağlara dayalı filtreler harika sonuçlar verdi. Manchester Üniversitesi, daha yüksek yoğunluğa sahip olan ve su parçacıklarının geçmesine izin veren ancak tuzları engelleyen filtreleme eleği yapmak için grafeni kullandı.
38. Bitki Korumada Grafen
Grafen, sensörler için harika bir malzemedir. Grafenin benzersiz yapısı sayesinde mikro boyutlu sensörler üretilebilir. Bir molekülün çevre için tehlikeli olup olmadığını tespit edebilir. Bu sensörler gıda endüstrisinde, özellikle mahsul korumada kullanılabilir. Çiftçiler, mahsul için tehlikeli ve zararlı gazları takip edip tespit edebilmekte ve grafen sensörleri yardımıyla atmosferik şartlara ve hatta bitkilerin nem seviyesine ve “susuzluğuna” bağlı olarak mahsulün büyümesi için ideal alanları belirleyebilmektedir.
39. Gıda Güvenliği için Grafen
ABD Pirinç Üniversitesi tarafından yapılan araştırmalar, lazerle indüklenen grafenin tahta, ekmek, hindistancevizi vb. Gibi çeşitli maddelere uygulanabileceğini göstermiştir. Üzerinde mürekkeple basılmış desen bulunan bir madde gibi görünebilir, ancak değildir. Lazer, malzemeyi karbonlaştırır ve karbonlanmış malzeme grafene dönüştürülür. İstenilen herhangi bir model bu teknikle elde edilebilir. Gıda güvenliği ile ilgili sorunlar bu teknikle aşılabilir.
Sporda Grafenin Uygulamaları
40. Ayakkabılarda Grafen
Grafen spor ayakkabı? Evet, bu durumda tamamen kullanılmasa da, diğer kompozit malzemeler bundan yararlanır. Aslında saf grafenden yapılmış bir tabanın yüzlerce yıl dayanabileceği iddia ediliyor. Manchester Üniversitesi ve spor markası Inov-8, dış tabanların mukavemet ve esneklik özelliklerini% 50 artıran grafen kullanarak bir ayakkabı geliştirdi. Bu ayakkabılar daha dayanıklıdır ve kemiklere ve eklemlere zarar verebilecek darbeleri emer.
41. Kasklarda Grafen
İdeal bir kask güçlü, darbeye dayanıklı, dayanıklı, rahat ve hafif olacaktır. Grafen inanılmaz derecede güçlü, hafif ve esnektir. Kurşun geçirmez yeleklerde bile kullanıldığından darbelere kesinlikle direnebilir. Bu özellikleri ile grafen ticari olarak motosiklet kasklarında kullanılmaktadır.
42. Lastiklerde Grafen
Grafen ayrıca daha akıllı lastikler ve spor bisiklet bileşenleri yapmak için kullanılır. Bisikletin lastiklerine grafen eklemek görünüşte delinme direncini ve hızını arttırır, yuvarlanma direncini azaltır ve onları daha hafif, daha güçlü, daha hızlı ve daha dayanıklı hale getirir.
43. Grafen Giysileri
Kumaşlarda grafen liflerinin kullanılması, ısıyı koruyabilen ve UV’yi engelleyebilen antibakteriyel ve anti-statik giysiler sunar. Bu kumaşlar, dış mekan spor kıyafetleri, toprak bakterilerini uzaklaştıran çocuklar için pijamalar ve hatta yüzeyinde bakteri gelişimini önlemek için ev mobilyaları oluşturmak için kullanılabilir.
44. Grafen Raketleri
Grafen, servis hızını ve dengesini artırırken raketin enerji dağılımını ve ağırlığını iyileştirebilir. Tenis ekipmanı üreticisi Head, Novak Djokovic ve Sascha Zverev gibi tenis yıldızları tarafından halihazırda kullanılan “Graphene 360” adlı, grafen ile geliştirilmiş, piyasada bulunan bir dizi raket geliştirdi.
45. Grafen Elektronik Dövmeler ve Fitness Takibi
Graphene Electronic Tattoo (GET), Teksas Üniversitesi’ndeki bilim adamları tarafından geliştirilmiştir. Birincisi, neme karşı daha dirençlidirler, daha fazla elastikiyete sahiptirler -% 40’a kadar büyüme veya küçülme kabiliyetine sahiptirler, 463 ± 30 nm toplam kalınlığa ve yaklaşık% 85 optik şeffaflığa sahiptirler. İkinci bir deri gibiler. Bu dövmeler kalp atış hızını, sıcaklığı, hidrasyon seviyelerini, oksijen doygunluğunu ve hatta UV’ye maruz kalma seviyesini izlemek için kullanılabilir. Uygulama alanları fitness takibinden ilaca kadar değişebilir.
Grafenin Diğer Uygulamaları
46. Grafen ve İpek
Çin’deki araştırmacılar, halihazırda harika özelliklere sahip olan ipeğin özelliklerini geliştirmek için bir araştırma yaptılar. İpekböcekleri beyaz dut yapraklarını yerler. Araştırmacılar yapraklara yüzde 0,2 grafen içeren bir çözelti püskürttüler ve ipekböceklerinin yaprakları yemesine izin verdiler. Bulgular umut vericiydi çünkü grafen püskürtülmüş yapraklarla beslenen ticari ipekböcekleri, normal bir ipekböceğinin verebileceğinden on kat fazlasını veriyor. Grafenin ne kadarının ipekböcekleri tarafından sindirildiği belirsizken, bu çalışma son yılların gündeminde olan akıllı giyim üzerine olumlu bir etki yapacak.
47. Çimentoda Grafen
Zaman geçtikçe grafenin potansiyel uygulama alanları genişler. Grafenin önemli potansiyel kullanımlarından biri inşaat endüstrisidir çünkü grafen güçlü ve aynı zamanda hafiftir ve inşaat için mükemmeldir. Çelik yerine kullanılabilir, ancak güç ve ağırlık tek parametreler değildir. Grafenin ana sorunu, çatlağın grafende çok hızlı yayılması ve bu da feci arızalara neden olabilmesidir. Araştırmacılar, grafeni inşaatta kullanmanın yollarını bulmaya çalışıyorlar. Exeter Üniversitesi’nden bir grup araştırmacı, takviye malzemesi olarak çimentoda grafeni kullandı ve test etti. Sonuç olarak 2,5 kat daha güçlü ve 4 kat daha az su geçirgen beton elde edilmiş, bu da grafenin inşaatta harika bir donatı malzemesi olabileceğini kanıtlamıştır.
48. İzolasyonda Grafen
İki grafen yaprağı sihirli bir açıyla düzenlendiğinde grafen bir süper iletken veya yalıtkan malzeme olarak kullanılabilir. Arabaların, gemilerin veya uçakların metal parçalarının çoğu paslanma sorunu yaşıyor. Grafen boya ile birleştirildiğinde, paslanmaz yüzeyler oluşturmak için harika bir yalıtım malzemesi olabilir. Diğer bir uygulama, tuğla ve taşların kaplanması olabilir. Bu şekilde su geçirmez evler yapılabilir.
Grafen
Hoparlör, havadaki bir membranı titreştirerek elektriği sese dönüştürür. Grafen, hafif ve büyük sertlikte membranlar yapmak için kullanılır. Ayrıca kulaklıklar, grafenle güçlendirilmiş küçük bir diyafram kullanır. ORA Sound şirketi tarafından geliştirilen bir kulaklık olan GrapheneQ, daha hafif ve daha küçüktür ve aynı zamanda daha az enerji ile daha yüksek ve kaliteli seslere ulaşabilir.
50. Fotoğrafçılıkta Grafen
Olağanüstü özellikleri ve ultraviyole, görünür ve kızılötesi ışıklara karşı yüksek hassasiyeti nedeniyle grafen, dijital fotoğrafçılığı ve optik modülatörlerin ve fotoreseptörlerin dahil olduğu herhangi bir disiplini zorlamak için ideal malzemelerden biri gibi görünüyor. Kameraların grafen ve kuantum nokta ile geliştirilmiş sensörleri, şimdiye kadar herhangi bir küçük sensörden daha yüksek çözünürlük seviyelerine ulaşırken daha küçük ve daha hafif olabilir.
51. Otomotivde Grafen
Grafenin olağanüstü gücü ve sertliği esnekliği ile birleştiğinde, şoklara karşı bağışık otomobiller yaratmaya başlamak için mükemmeldir. Üstelik kazaya dayanıklı araçlar da oluşturulabilir. Bu, karayolu ölümlerinde doğrudan bir düşüşe neden olacaktır. On yıl içinde showroomlarda görebileceğimiz grafen arabaların da daha ucuz ve daha hafif olması bekleniyor.
52. Uçaklarda Grafen
İngiltere’den bilim adamları, uçağın kanatlarının karbon fiber kaplamasında grafen içeren bir uçak tasarladı. Model düzlem, Prospero, kanatları geliştirilmiş kompozitin yalnızca bir katmanıyla kaplamaya yettiği için daha hafifti. Daha az yakıt tüketir, etkiye daha iyi direnir ve ayrıca daha düşük çevresel maliyetlere sahiptir.
53. Grafen Boyalar
Her ressam bunu çok iyi bilir: Nem, resmin bir numaralı düşmanıdır. Graphenstone, grafen boyama çözümleri üreten bir şirkettir. Sonuç? Işık daha iyi sıçrar, varilleri ve bodrumları korur, metrekare başına 120 gram CO2 emer ve metallerle temastan kaynaklanan korozyona dayanabilir.
54. Balistikte Grafen
Kevlar, kurşun geçirmez yelek, kask ve koruyucu kıyafet ve hatta silah imalatında kullanılır. Ancak grafenin daha fazla işlenebilirliği vardır ve kaza durumunda ve kan dolaşımıyla temas halinde tıbbi olarak daha güvenlidir. Dahası, Kevlar ve grafen kompozitlerin aşınması daha hafiftir ve tek başına Kevlar ile karşılaştırıldığında elyafların korunması için ısı emilimini arttırır.
55. Askeri Koruyucu Donanımlarda Grafen
Grafen için gündeme getirilen gelecekteki kullanımlardan biri silah endüstrisine yöneliktir. Özellikle, kullanışlılığı kalkanlama ve korumaya yönelik olacaktır. Kask, kurşun geçirmez yelek ve daha birçok aksesuar yapımında kullanılabilir. Aslında, polis güçlerinin ve ordularının geleceği için belirleyici bir malzeme olabilir.
56. Termal ve Kızılötesi Görmede Grafen
Görebildiğimiz büyük bir gelişme, termal ve kızılötesi görüşe izin veren grafen lenslerin geliştirilmesidir. Grafen, kullanıcıya kızılötesi ve termal görüş sağlayan dahili bir kamera ile bu tür ultra ince cihazların üretilmesine izin verir. Şimdiye kadar sadece bilim kurgu filmlerinde gördüğümüz bir şey.
57. Makine Yağlarında Grafen
Endüstriyel makineler çoğunlukla sürtünmeden muzdariptir çünkü sürtünme makinelerin dayanıklılığını, gücünü, verimini ve çalışma ömrünü olumsuz etkiler. Bu etkileri en aza indirmek için katı veya sıvı yağlayıcılar kullanılır. Son zamanlarda sayısız potansiyel uygulama alanına sahip olan grafen bu konuda öne çıkmaya başladı. Neden grafen? Çünkü geleneksel malzemelere kıyasla mükemmel sürtünme ve aşınma özellikleri sunar. Aynı zamanda katı veya sıvı yağlayıcı olarak da kullanılabilir. Ek olarak, büyük bir kimyasal inertliğe, pürüzsüz ve yoğun bir şekilde paketlenmiş yüzeye sahip olması, grafeni harika bir yağlayıcı malzeme yapar.
58. Cam için Korozyon Korumada Grafen
Grafenin uygulama alanlarından biri de cam kaplama malzemesi olarak kullanılabilmesidir. Cam, korozyona karşı yüksek dirençli bir malzeme olmasına rağmen, yüksek nem veya aşırı pH değerleri gibi bazı koşullar altında korozyona uğrayabilir. Ayrıca, camın dayanıklılığı, ilaç veya optik endüstrisi gibi bazı alanlarda hayati öneme sahip olabilir. Korozyon, oksidasyon, elektromanyetik radyasyon gibi her türlü arızayı önler. Yüksek şeffaflığa ve yüksek kimyasal inertliğe sahip grafen, camın korunması için umut verici bir malzeme olabilir.
59. Radyasyon Korumasında Grafen
Bilim adamları, insan sağlığı için çok tehlikeli olduğu için radyasyonu minimumda tutmaya çalışıyorlar. Bu amaçla, radyasyona karşı koruyucu malzeme olarak çeşitli malzemeler kullanılabilir, ancak ekranlamanın etkinliğini etkileyen birçok parametre vardır. Grafen, zayıf bir radyasyon emici olarak bilinir, ancak bilim adamları, grafen levhalar olan çok katmanlı formda kullanıldığında harika bir koruyucu malzeme olabileceğini keşfettiler. Grafen, düşük üretim maliyeti, hafifliği ve diğer koruyucu malzemelerle karşılaştırıldığında yüksek verimliliği sayesinde bu amaç için olağanüstü bir malzemedir.
60. Korozyon Önleyici Petrol ve Gaz Boruları için Grafen
Petrol veya gaz taşımak için kullanılan su altı boruları, CO2 ve su bazen dış katmanlardan geçebildiği için zamanla korozyona uğrar. Bunları onarmak maliyetlidir ve korozyon nedeniyle kırılırlarsa, su yaşamı için toksik olabilecek içeriği serbest bırakırlar. Manchester Üniversitesi’nden araştırmacılar ve teknoloji firması TWI, grafen nanoplateletler ile bir kaplama geliştirdi ve bunu, boruların deniz altında karşılaşacağı sıcaklık ve basınç koşulları altında test etti. Sonuç olarak, CO2 geçirgenliği% 90 azaldı ve diğer aşındırıcı maddelerin geçirgenliği de azaldı.