گرافن

گرافن | خرید گرافن | فروش گرافن | قیمت گرافن | خرید | خرید | خرید | فروش گرافن | قیمت |فروش گرافن | فروش گرافن | فروش گرافن 

تاریخچه گرافن

گرچه وجود گرافن مدت ها قبل از تولید نهایی در آزمایشگاه به صورت تئوری ارائه شده بود، اما برای اولین بار در سال ۲۰۰۴ توسط دانشمندان روسی آندره گیم و کنستانتین نووسلوف هنگام کار در دانشگاه منچستر از نظر فیزیکی جدا شد. در سال ۲۰۱۰ ، جایزه نوبل فیزیک به گیم و نووسلوف به دلیل فعالیت در این زمینه اهدا شد.

گرافن

گرافن

این ماده یک آلوتروپ کربن به شکل دو بعدی است. ساختار اتمی آن یک شبکه شش ضلعی است. آلوتروپ انواع مختلف فیزیکی است که یک عنصر می تواند داشته باشد و در مورد عنصر کربن، آلوتروپ های آن شامل گرافیت، زغال چوب و الماس است. گرچه این ماده یک آلوتروپ کربن است، اما دارای خواص و خصوصیات فیزیکی بسیار متمایز است، و خواص فیزیکی این ماده اغلب رکورد دار است.

به عنوان مثال، در میان بسیاری از ویژگی های شگفت انگیز، این ماده دارای بالاترین تحرک الکترون است، که به سرعت عبور الکترون از آن اشاره دارد. تخمین زده شده است که تحرک الکترون گرافن ۱۰۰ برابر سریعتر از سیلیکون است، و آن را به ماده ای جذاب برای کاربرد در دستگاه های الکترونیکی تبدیل کرده است.

یکی دیگر از خصوصیات جذاب این ماده این است که دارای بالاترین رسانایی گرمایی نسبت به هر ماده ای است، حتی بالاتر از مس و رسانایی گرمایی آن ده برابر است. برنامه های الکترونیکی نیز می توانند از این ویژگی بهره مند شوند زیرا خواص مهمی برای مدیریت حرارتی در قطعات الکترونیکی ارائه می دهد.

علاوه بر لیست طولانی خواص ارزشمند این ماده، شفافیت مجازی آن است که باز هم می تواند برای کاربردهای الکترونیکی مفید باشد. این شفافیت زمانی آشکار می شود که در نظر بگیرید این ماده در شکل تک لایه آن فقط یک لایه اتمی از اتم های کربن است. این شفافیت همراه با رسانایی آن، این ماده را در میان بسیاری از محصولات دیگر، برای کاربردهای الکترونیکی در نمایشگرها یا سلول های خورشیدی، گزینه ای بسیار جالب می کند.

هر اتم در یک صفحه این ماده توسط یک پیوند σ به سه اتم نزدیک خود متصل می شود. این همان نوع پیوند است که در نانولوله های کربنی و هیدروکربن های معطر چند حلقه ای و (تا حدی) در فولرن ها و کربن شیشه ای مشاهده می شود. این نوارهای رسانا گرافن را به یک نیم فلز با خصوصیات الکترونیکی غیرمعمول تبدیل می کنند که به بهترین وجه توسط تئوری های ذرات نسبی بدون جرم توصیف می شود.

این ماده دارای نوسانات کوانتومی بزرگ و دیامغناطیس بزرگ و غیرخطی است. این ماده در طول صفحه خود گرما و برق را بسیار کارآمد هدایت می کند. این ماده کلیه طول موجهای مرئی را جذب می کند، که رنگ سیاه گرافیت را تشکیل می دهد. این ماده همچنین در حدود ۱۰۰ برابر قوی تر از فولاد با همان ضخامت است.

دانشمندان چندین دهه در مورد این ماده نظریه پردازی کرده اند. این ماده قرن هاست که به طور ناخودآگاه با استفاده از مداد و سایر کاربردهای مشابه گرافیت در مقادیر کم تولید شده است.

بازار جهانی این ماده در سال ۲۰۱۲ ۹ میلیون دلار بود، که بیشتر تقاضای تحقیق و توسعه در زمینه نیمه هادی ها، الکترونیک، باتری های برقی، و کامپوزیت ها بود. در سال ۲۰۱۹ پیش بینی شده بود که تا سال ۲۰۲۱ به بیش از ۱۵۰ میلیون دلار برسد.

IUPAC (اتحادیه بین المللی شیمی خالص و کاربردی) استفاده از نام “گرافیت” برای مواد سه بعدی و “گرافن” را فقط در مواردی که واکنش ها، روابط ساختاری یا سایر خصوصیات لایه های منفرد مورد بحث قرار گیرد، توصیف می کند. تعریف محدودتر “گرافن ایزوله یا ایستاده آزاد” مستلزم آن است که لایه به اندازه کافی از محیط خود جدا شود.

چالش های پیش رو گرافن

چالش های پیش رو این ماده هم فنی و هم اقتصادی است. دستیابی به پراکندگی همگن با سازگاری شیمیایی صحیح و نانومواد مناسب کلید اصلی است. به عنوان مثال، اگر یک تولید کننده کامپوزیت بخواهد گرافن را به راکت های تنیس اضافه کند تا قدرت آنها افزایش یابد، لازم است که آن ها بدانند که چگونه گرافن را در ماتریس مواد پراکنده کنند، که این کار به راحتی انجام نمی شود. گرافن همراه با نانومواد دیگر هنگام پخش شدن در رزین ها از مشکلات جمع شدن رنج می برد که باعث جمع شدن آن می شود و از کاربرد آن به طور چشمگیری می کاهد.

برای دور زدن این مسئله و همچنین ایجاد پروتکل های کارآمد و درک چگونگی تأثیر فعال شدن سطح مواد زیرین بر گرافن و خواص آن، تکنیک های پراکندگی پیچیده ای باید توسعه یابد.

کاربرد های گرافن

گرافن ماده ای بسیار متنوع است و می تواند با عناصر دیگر (از جمله گازها و فلزات) ترکیب شود و مواد مختلفی با خواص برتر مختلف تولید کند. محققان در سراسر جهان به طور مداوم به تحقیق و ثبت اختراع گرافن برای یادگیری خواص مختلف و کاربردهای احتمالی آن ادامه می دهند که شامل موارد زیر است:

باتری ها، ترانزیستور، تراشه های رایانه ای، تولید انرژی، ابرخازنها، تعیین توالی DNA، فیلترهای آب، آنتن ها،صفحه های لمسی (برای نمایشگرهای LCD یا OLED)، سلول های خورشیدی، محصولات مرتبط با spintronics.

این ماده در واقع بسیار هیجان انگیز است، اما تولید مواد با کیفیت بالا هنوز هم یک چالش است. ده ها شرکت در سراسر جهان در حال تولید انواع و گریدهای مختلف مواد گرافن هستند، از گرافن تک لایه با کیفیت بالا که با استفاده از فرآیند مبتنی بر CVD سنتز می شود تا پوسته های گرافن تولید شده از گرافیت در حجم زیاد.

ورق های این ماده پیشرفته بیشتر در فعالیت های تحقیق و توسعه یا در موارد شدید مانند سنسورها مورد استفاده قرار می گیرند، اما پوسته های گرافن که در حجم زیادی تولید می شوند و با قیمت های پایین تر تولید می شوند، در بسیاری از کربرد ها مانند تجهیزات ورزشی، لوازم الکترونیکی مصرفی، خودرو و سایر موارد استفاده می شوند.

خواص منحصر به فرد گرافن امکان استفاده بی نظیر از زیست پزشکی را فراهم می کند. تحویل هدفمند دارو ، کیت های آزمایش سلامت DIY و ایمپلنت های ‘هوشمند’.

مواد مبتنی بر این ماده از جمله ورق های گرافن، پوسته های چند لایه گرافن و اکسید گرافن، انواع مختلفی از ویژگی های منحصر به فرد، متنوع و قابل تنظیم را ارائه می دهد که می تواند به طور خلاقانه برای کاربردهای پزشکی مورد استفاده قرار گیرد.

ابعاد جانبی گرافن دو بعدی را می توان بین نانومتر و میلی متر تنظیم کرد، ضخامت آنها را می توان از تک به صدها تک لایه تنظیم کرد و همچنین استحکام خمشی آنها نیز تعدیل کرد. سطح مسطح گرافن را می توان به راحتی فعال کرد و امکان تغییر ویژگی سطح (از آبگریزی تا آب دوستی) را فراهم می کند. این نانو ساختار در بین سایر مواد نانو بی سابقه است، و قابلیت های طراحی بسیار زیادی را به عنوان بستری برای تحویل دارو و حسگرهای زیستی فوق العاده حساس ارائه می دهد.

خصوصیات فیزیکی و شیمیایی گرافن

این ماده نازکترین ماده شناخته شده برای انسان با ضخامت یک اتم و همچنین فوق العاده مستحکم است – حدود ۲۰۰ برابر قوی تر از فولاد. علاوه بر این، گرافن رسانای بسیار خوبی از گرما و الکتریسیته است و توانایی جذب نور جالبی دارد.

منابع :

https://www.graphene-info.com/graphene-introduction

https://www.azonano.com/article.aspx?ArticleID=5464

شرکت اوج آزما پلاست ارائه دهنده گرافن با کیفیت تضمین شده از کمپانی های معتبر است. جهت کسب اطلاعات بیشتر از قیمت و خرید با ما تماس بگیرید.