Све што треба да знате о будућности графена

The Internet of Things by James Whittaker of Microsoft (Јули 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Све што треба да знате о будућности графена


Графен се брзо креће у нове напредке у неколико области. Подстакнута иницијативом коју је усмјерила графена, креирана од стране Европске комисије, види се нова употреба у флексибилним антенама, производњи кациге, па чак и метода лијечења повреда кичме.

Графен је решетка попут сатова направљена од слоја атома угљеника са једним атомом. То је 100 пута јаче од најјачег челика на свету и скоро је провидно. Док је најтањи, најлакши и најјачи познати материјал, он нуди флексибилност и изузетно високу електричну и топлотну проводљивост.

Представљање графене решетке

Због својих јединствених својстава, графен се претворио у врућу тему како у индустрији тако иу академији. Захваљујући овим јединственим карактеристикама, графен је пронашао апликације у флексибилној и носивој електроници и антенама, дизајном сензора притиска, флексибилним дисплејима, оптоелектронским и податковним комуникационим системима, медицинским и биоинжењеринг технологијама, фотонапонским бојама и пуњивим батеријама.

Под водством Грапхене Флагсхип-а, иницијативе Европске комисије која има за циљ смањење времена производње на графену базираних на графену, графен постаје све интегралнији за научно-технолошки напредак. Ево погледа на будућност графена, убрзан у иницијативном лабораторијском начину размишљања.

Флексибилна графена антена

Недавно су истраживачи из ЦНР-ИСОФ-а, италијанског партнера Грапхене Флагсхип-а, користили графену за дизајнирање флексибилне антене за апликације у близини комуникације (НФЦ).

НФЦ је метода бежичне комуникације која преноси малу количину података у само кратком опсегу. За разлику од многих Ви-Фи комуникационих протокола који желе да повећају опсег покривености, кратки домет НФЦ-а је прилично пожељан јер чини комуникацију сигурнијим - тренутно је отмица података преко НФЦ-а скоро немогућа. НФЦ се широко користи у системима безконтактних плаћања, безбедносним картицама и идентификацији залиха, имовине, људи и животиња.

Нова флексибилна антена, која може толерисати хиљаде циклуса савијања, нуди перформансе које одговарају оној конвенционалној металној антени. Истраживачки тим истраживао је различите дизајне користећи неколико графенских деривата. За подлогу истраживачи су експериментисали са низом материјала као што су ПЕТ, ПВЦ и Каптон. Штавише, дизајнирали су носиву антену на бази материјала од свиле и графена.

Имаге цоуртеси оф Грапхене Флагсхип

Да би тестирали дизајниране антене, истраживачи су користили апликацију за читање НФЦ-а од стране СТМицроелецтроницс-а, другог партнера Грапхене Флагсхип-а.

Према Винцензо Палерму, водитељу Грапхене Флагсхип истраживачког подручја Полимер Цомпоситес, савремена технологија прати тренд замјене метала лакшим, јефтинијим и бољим материјалима који се могу рециклирати. А антене засноване на графену су корак напред у постизању овог циља.

Технологија би могла имати велики утицај на флексибилне електроничке и комуникационе технологије. На пример, можемо очекивати ознаке НФЦ који се могу носити на графену, у интеракцији са паметним телефонима и другим уређајима.

Шлем за мотоцикле обложене графином

Графен је најјачи материјал на свету, па није изненађујуће видети производе који користе графен како би пружили бољу заштиту од телесних повреда. С обзиром на то да је графен тако танак и прилично скуп, на спољну структуру кациге се прскају само премази графенских пахуљица. Графенско облога не само да шири силу удара преко ширег подручја и побољшава чврстоћу шлема, већ и ефикасније уклања топлоту и повећава удобност возача.

На срећу, фаза додавања графенског премаза може се лако интегрирати у постојећу производну линију комерцијалних кацига.

Технологија је резултат сарадње италијанског Момодесигн-а и дивизије Грапхене Лабс Италијанског института за технологију. Грапхите Лабс ИИТ-а је партнер Грапхене Флагсхип.

Графена кацига дизајнирана од стране Момодесигн-а и графичког лабораторија ИИТ-а. Имаге цоуртеси оф Грапхене Флагсхип.

Да би се додатно побољшала сигурност носиоца, истраживачки тим истражује методе додавања графена унутрашњим дијеловима шлема.

Графен у биомедицинским апликацијама

На почетку ове године истраживачи на Универзитету у Трсту и Кембриџ графенског центра, који је делимично финансирао Грапхене Флагсхип, истражили су биомедицинске апликације графена. Директно су повезали необрађени графен са неуронима. Ово је био велики корак и научници се надају да ће у будућности овај графички интерфејс моћи да третира неуролошке поремећаје - као што је Паркинсонова болест. Друге потенцијалне примене технологије укључују лијечење парализе и омогућавање ампутацији да контролишу протетичке роботске удове.

Пре електрода на графену, истраживачи су експериментисали са материјалима као што су волфрам и силицијум. Међутим, са овим материјалима, тело обликује ткиво које се распршује око електроде, што последично чини нејасне електричне сигнале. Штавише, ове електроде су чврсте и вероватно ће се прекинути са временом. Напротив, електроде на бази графена су флексибилне и не утичу на активности целија.

Недавно, у другој студији на Универзитету Рице, истраживачи су користили графен заједно са широко употребљеним полимером, полиетилен гликолом, како би премостили јаз у оштећеним нервним ћелијама.

Заступљеност угљичних наноцука се дели у графене нанорибоне који се користе за процес раста неурона. Имаге цоуртеси из Тоур групе.

Истраживачки тим, на челу са професором Јамес Тоуром, развио је траке графена који су високо водљиви и растворљиви у води. Као резултат, траке могу се повезати са оштећеним нервним ћелијама и створити пут за електричне сигнале нервног система. Растворљивост ових рибица се приписује полиетилен гликолу.

Користећи ове графене траке, истраживачи су успјешно премостили јаз у кичмену мождину пацова. Пошто нервне ћелије нагло брзо расте преко развијеног материјала у року од 24 сата, пацов је био у стању да пренесе сензорне и моторне сигнале преко оштећених нервних ћелија.

Истраживање и даље има дуг пут; међутим, она има огромне импликације и може да отвори пут за неке невероватне медицинске напретке.