石墨烯的应用气体阻隔膜有何用途

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2014-12-16 05:36 标签： 石墨烯的应用
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石墨烯能让质子膜更轻薄高效
&&&& 博士后补充道：&因为目前人们已有能力生产几平方米大小的石墨烯片层，我们希望能尽早找到途径将这种方法用于商业化电池燃料。
这一发现，让石墨烯和与它相近的材料氮化硼成了制作质子膜的理想材料，质子膜是现代燃料电池技术的核心。但中英两国科研人员联合研究发现，它对质子却网开一面，大方放行。
　　这次的新研究表明，使用石墨烯或单层氮化硼能让现有的质子膜更轻薄、更高效，而且燃料渗透少，毒性低&&这能大大增强燃料电池的竞争力。燃料电池将氧气和氢气作为燃料，把化学能转化为电能，如果没有隔绝其他物体而只传导质子的薄膜，
这一技术就无法实现。这一发现或将给燃料电池和其他氢动力技术带来革命性改变，也使制出以空气为动力的发电机成为可能。而真要造出和试验这样的氢气收集器，还任重道远。
　　尽管概念已经并不新鲜，但燃料电池技术还需要进一步发展才能使其得到更广泛应用。据11月26日报道，和之前悲观的预测相反，他们发现质子轻易就穿透了石墨烯片层，且在高温和像铂这样的催化纳米粒子的帮助下，通行会更顺畅。
该论文作者、在读博士马萨罗&洛萨达-伊达尔戈说：&我们用小型薄膜来做实验，因此得到的氢气自然也不会很多。但这只是发现的第一步，该论文也是想让相关专家意识到它的应用前景。&
　　该研究还证明，他们能用这一个原子厚的薄膜从潮湿空气中提取氢，如此一来，他们就能制作一种以空气中提取的氢为燃料的移动发电机。
　　中国科技大学进行了一系列实验，看石墨烯是否同样隔绝质子。目前面临的一个主要瓶颈就是，现有质子膜存在燃料渗透问题，这会降低燃料电池发电效率和使用的持久性。
相关论文发表在《自然》杂志上。它的阻隔性能好到什么地步呢？如果要让所有原子中体积最小的氢原子穿过薄薄的单层石墨烯，要耗掉宇宙&一生&的时间。
　　2004年，英国曼彻斯特大学安德烈&海姆爵士领导的团队首次成功分离出稳定的石墨烯，它只有一个原子厚，其屏障性能良好，被广泛用于防腐涂料和防渗透包装。石墨烯能够隔绝所有气体和液体。
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石墨烯具备作为优秀的电子器件的理想性质。石墨烯具有高的（carrier mobility），以及低噪声，允许它被用作在的通道。问题是单层的石墨烯制造困难，更难作出适当的基板。根据2010年1月的一份报告中，对SiC外延生长石墨烯的数量和质量适合大规模生产的集成电路。在高温下，在这些样品中的可以被测量。另请参阅IBM在2010年的工作的晶体管一节中，速度快的晶体管"处理器"制造了2-英寸 （51-毫米） 的石墨烯片。2011年6月，IBM的研究人员宣布，他们已经成功地创造了第一个石墨烯为基础的集成电路-宽带无线混频器。[电路处理频率高达10 GHz，其性能不受温度可高达127摄氏度的影响。2.&　2005年，Geim研究组与Kim研究组发现，室温下石墨烯具有10倍于商用硅片的高载流子迁移率（约10 am /V·s），并且受温度和掺杂效应的影响很小，表现出室温亚微米尺度的弹道传输特性（300 K下可达0.3 m），这是石墨烯作为纳电子器件最突出的优势，使电子工程领域极具吸引力的室温弹道场效应管成为可能。较大的费米速度和低接触电阻则有助于进一步减小器件开关时间，超高频率的操作响应特性是石墨烯基电子器件的另一显著优势。在现代技术下，石墨烯纳米线可以证明一般能够取代硅作为半导体。3.&石墨烯良好的电导性能和透光性能，使它在透明电导电极方面有非常好的应用前景。、、、等等，都需要良好的透明电导电极材料。特别是，石墨烯的机械强度和柔韧性都比常用材料优良。由于氧化铟锡脆度较高，比较容易损毁。在溶液内的石墨烯膜可以沉积于大面积区域 。通过化学气相沉积法，可以制成大面积、连续的、透明、高电导率的少层石墨烯膜，主要用于的，并得到高达1.71％能量转换效率；与用氧化铟锡材料制成的元件相比，大约为其能量转换效率的55.2％。4.&2011年, 美国（）学者首先报道了垂直排列官能化多层石墨烯三维立体结构在热界面材料中的应用及其超高等效热导率和超低界面热阻。5.&早在2002年，垂直于基底表面的石墨烯纳米墙就被成功制备出来。 它被看作是非常优良场致发射电子源材料。最近关于单片石墨烯的电场致电子发射效应也见诸报道。6.&由于石墨烯具有特高的表面面积对质量比例，石墨烯可以用于的导电电极。科学家认为这种超级电容器的储存能量密度会大于现有的。7.&研究表明，石墨烯过滤器可能大幅度的胜过其他的技术。8.南加州大学的实验室报告高度透明的石墨烯膜的在2008年的大规模生产。在这个过程中，研究人员创建超的石墨烯片，方法是在甲烷气体中的镍板上，由首先沉积的碳原子形成石墨烯膜的形式。然后，他们在石墨烯层之上铺下一层保护层，并且在酸浴中溶解掉下面的镍。在最后的步骤中，他们把塑料保护的石墨烯附着到一个非常灵活的片材，它可以被纳入一个 （电池, 石墨烯光伏电池）。石墨烯/聚合物片材已被生产，大小范围在150平方厘米，;和可以用来生产灵活的 （电池）。这可能最终有可能运行能覆盖广泛的地区的廉价太阳能电池，就像报纸印刷机的印刷报纸一样（卷到卷, ）。9.由于石墨烯的可修改化学功能、大接触面积、原子尺吋厚度、分子闸极结构等等特色，应用于细菌侦测与诊断器件，石墨烯是个很优良的选择。科学家希望能够发展出一种快速与便宜的快速电子科技。它们认为石墨烯是一种具有这潜能的材料。基本而言，他们想要用石墨烯制成一个尺寸大约为DNA宽度的纳米洞，让DNA分子游过这纳米洞。由于DNA的四个碱基（A、 C、 G、T）会对于石墨烯的电导率有不同的影响，只要测量DNA分子通过时产生的微小电压差异，就可以知道到底是哪一个碱基正在游过纳米洞。这样，就可以达成目的。10.&上海分院的科学家发现石墨烯氧化物对于抑制的生长超级有效，而且不会伤害到人体细胞。假若石墨烯氧化物对其他细菌也具有抗菌性，则可能找到一系列新的应用，像自动除去气味的鞋子，或保存食品新鲜的包装。
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这个好。继续探索新用途
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