گرافن نامِ یکی از آلوتروپ‌هایِ کربن است. این ماده با استفاده از یک ساختار بلوری لانه زنبوری دوبعدی تشکیل‌شده است.

که در آن هر اتم کربن به کمک سه الکترون ظرفیت خود، با سه پیوند SP2 هیبریدیزه شده به سه اتم کربن دیگر متصل شده‌است.

کاربردها

گرافن به علت انرژی سطحی بسیار بالای آن و آزاد بودن الکترون Π، خواص و ویژگی هایی از خود ارائه میدهد که منجر به کاربردهای منحصر به فردی میشود.

  • کاربردهای الکترونیکی

قابلیت تحرک ذرات باردار بر روی گرافن بسیار زیاد است. این خاصیت را موبیلیتی مینامند که بدلیل موبیلیتر زیاد، گرافن یک ابررسانای بسیار قدرتمند است که میتواند برای ساخت ترانزیستورها مورد استفاده قرار بگیرد.

  • کاربردهای الکترونوری

یکی از حوزه هایی  در آن کاربرد زیادی دارد و در آینده گرافن کاربرد صنعتی زیادی در آن خواهد داشت، کاربردهای الکترونوری است. بویژه در صفحات لمسی، نمایشگرهای کریستال مایع(LCD) و دیودهای نوری آلی(OLED). موادی که در الکترونوری مورد استفاده قرار میگیرند، باید قابلیت عبور بیش از 90 نور را داشته باشند. همچنین این مواد باید دارای رسانایی الکتریکی خیلی بالایی باشند. گرافن با شفافیت 97 درصد و رسانایی الکتریکی بسیار بالا، برای کاربردهای الکترونوری گزینه خیلی مناسبی است.

  • ساخت کامپوزیت ها برای استحکام بخشی

گرافن، سخت، بسیار محکم و سبک است. همین موضوع هم آنرا به گزینه بسیار مناسبی برای استفاده در صنعت هوافضا تبدیل کرده است. امروزه از فناوری نانو در صنعت هوافضا استفاده میشود اما گرافن هم گزینه بسیار مناسبی برای استفاده است. با پوشش دادن گرافن بر سطح فضاپیما یا هواپیما، میتوان از هواپیما در مقابل رعد و برق و یا امواج الکتریکی محافظت کرد. از گرافن و استحکام آن، میتواند در بسیاری از کامپوزیت های دیگر نیز برای افزایش استحکام و مقاوت مکانیکی استفاده کرد.

  •  به عنوان حامل دارو

با افزایش انحلال پذیری گرافن یا اکسید گرافن از طریق استفاده از پلیمرهای عامل دار ، از آن برای دارورسانی استفاده میشود.

به طور کلی نانودارو ها بسیار در رهایش دارو مورد استفاده قرار میگیرند.

  •  مهندسی پزشکی

گرافن بدلیل سطح زیاد، رسانایی بالا، نازکی و استحکام، به احتمال بسیار زیاد در آینده در حوزه مهندسی پزشکی کاربردهای بسیار خواهد یافت. از گرافن میتوان برای بهبود بخشیدن به حسگرهای زیستی استفاده کرد. تنها مشکلی که همچنان برای استفاده از گرافن در پزشکی وجود دارد، اثبات سالم بودن آن برای بدن است.

همچنین از گرافن به عنوان بیوسنسورها نیز استفاده میشود.

  • ا فیلتراسیون

ساختار گرافن به صورتی است که مولکولهای آب میتوانند از آن عبور کنند ولی به سایر مایعات و گازها به سادگی اجازه عبور نمیدهد. به همین دلیل هم میتوان از آن برای کابردهای تصفیه استفاده کرد. گرافن میتواند دز سیستم های تصفیه آب و آب شیرین کن مورد استفاده قرار بگیرد.

  •  ذخیره انرژی

یکی از چالش های صنعت ، استفاده بهینه از خازن ها و باتری ها است. مشکلی که وجود دارد، زمان بسیار طولانی مورد نیاز برای شارژ شدن باتری است. امروزه استفاده از گرافن به عنوان آند در باتری های لیتیوم یونی جهت افزایش طول عمر باتری ها، افزایش ذخیره انرژی و قابلیت سریع شارژ شدن، به شدت مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است.

  • سایر کاربردها

کاربردهای بسیار زیاد دیگری نیز دارد. از آن میتوان به عنوان روانکننده نیز استفاده کرد. دوام گرافن در روانکنندگی نسبت به گرافیت های قدیمی نیز خیلی بیشتر است.

از پوشش گرتافن میتوان برای ضد آب کردن دستگاه ها یا تجهیزات نیز استفاده نمود.  رسانایی حرارتی بسیار بالایی نیز دارد و به همین دلیل است که میتوان از آنها در خنک کننده استفاده کرد. آنها به سرعت حرارت را انتقال میدهند.

در صنایع و بخش های مختلفی استفاده می شود که حذف آلاینده ها از محیط زیست یکی از زمینه های پرکاربرد این ماده است.

 

روش ساخت گرافن
گرافن

روش‌های ساخت 

امروزه روش‌های بسیار متنوعی برای ساخت آن بکار برده می‌شود که از متداول‌ترین آن‌ها می‌توان به روش‌های لایه برداری مکانیکی، لایه برداری شیمیایی، سنتزشیمیایی و رسوب بخار شیمیایی  را نام برد. برخی روش‌های دیگری مانند شکافتن نانو لوله‌های کربنی و ساخت باامواج ماکرویو نیز اخیراً بکاربرده شده‌اند. یک

 

    • از پایین به بالا
      • رشد برآیایی
      • شکافت گرمایی
      • CVD
        • پلاسما
        • گرمایی
    • از بالا به پایین
      • لایه برداری مکانیکی
        • چسب نواری
        • Atomic Force Microscopy Tips
      • لایه برداری شیمیایی
        • سیالات فوق بحرانی
      • سنتز شیمیایی
        • با امواج فرا صوتی
        • روش شیمیایی
        • نمک مذاب
برچسب‌ها

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

با توجه به نوسانات بازار برای استعلام قیمت و سفارش از طریق شماره تماس و واتس اپ 09198797950، کانال تلگرام mat_link و اینستاگرام _mat_link اقدام نمایید