그래핀 (Graphene) 은 단일 탄소 원자가 육각형 격자로 배열된 특수한 형태의 체 (형태) 이다. 흑연, 숯, 탄소 나노튜브, 풀러렌과 같은 다른 많은 이형탄소의 기본 구조 요소입니다. 그것은 불확실한 방향족 대분자로 여겨질 수 있으며, 다환 방향족의 궁극적인 예이다.

그래 핀은 많은 특이한 성질을 가지고 있다. 그것은 테스트를 거친 가장 견고한 재료로 열전도와 전도를 효과적으로 할 수 있으며 거의 투명합니다. 그라핀은 흑연보다 큰 비선형 항자성을 보여 주며, 플루토늄 자석으로 떠 있을 수 있다.

과학자들은 이론적으로 그라핀을 연구한 지 이미 여러 해가 되었다. 수세기 동안 연필 및 기타 유사한 흑연 응용 프로그램을 사용하여 소량의 물질이 우연히 생산되었습니다. 처음에는 1962 의 전자현미경으로 관찰되었지만 금속 표면을 지지로 연구했다. 이 자료들은 나중에 맨체스터 대학의 안드레 하임과 콘스탄틴 노보쇼로프에 의해 2004 년에 재발견, 분리 및 완성되었다. 그것의 구성, 구조, 성질에 대한 기존의 이론적 묘사를 통해 그 연구 현황을 이해하다. 이 작업은 20 10 년 노벨 물리학상' 그라핀, 2 차원 재료의 획기적인 실험' 으로 이어졌다.

그라핀

그라핀' 은' 흑연' 과 접미사 -ene 의 조합으로, Hanns-Peter Boehm 이 명명하고 1962 에서 단일 층 탄소 호일을 설명합니다.

"cafeen" 이라는 단어는 1987 에 처음 등장해 흑연이 흑연 층간 화합물 (GICs) 의 성분임을 묘사하는 데 사용되었다. 개념적으로 GIC 는 입자와 그라핀의 결정염이다. 이 용어는 탄소 나노 튜브, 에피 택셜 그래 핀 및 다환 방향족 탄화수소 (PAHs) 의 초기 설명에도 사용됩니다. 그라핀은 무한히 번갈아 가는 다환 방향족 탄화수소로 볼 수 있다 (단 6 개의 탄소 고리만 있음). 국제 순수 및 응용화학연합회는 "과거에는 흑연층, 탄소층, 탄소 등 묘사가 모두 그라핀이라는 용어에 사용되었다." 라고 지적했다. 단층의 반응, 구조관계 또는 기타 성질을 토론할 때는 그라핀만 사용해야 한다.

Geim 은' 고립되거나 독립된 그라핀' 을 정의했다.' 그라핀은 흑연의 단일 원자 평면이기 때문에 필수적이다. 환경과 완전히 분리되어 독립으로 여겨진다. " 이 정의는 IUPAC 의 정의보다 좁습니다. IUPAC 는 그라핀을 쪼개고, 운송하고, 떠다니는 것을 의미합니다. 그라핀과 같은 다른 형태는 공중부양이나 이산화 실리콘 (SiO) 으로의 이동과 같은 다양한 금속에서 자라면 독립형이 될 수 있습니다.

그라핀 이론은 월리스가 1947 에서 발견한 것으로, 3 차원 흑연의 전자 특성을 이해하기 위한 출발점으로 처음 발견됐다. 무질량 디락 방정식은 세멘노프, 사조, 멜러가 먼저 제기한 것이다. Ruess 와 Vogt 는 1948 에서 가장 오래된 흑연의 TEM 이미지를 발표했다. 일찍이 1962 년, Boehm 이 산화그라핀 조각의 단일 그라핀 조각의 형성을 보도했을 때 흑연층에 대한 초기 상세 연구가 시작되었다.

그라핀

1990 부터 기계적 박리로 흑연막을 만들려고 노력했지만 2004 년까지는 50- 100 층보다 더 얇은 필름이 없었다. 처음에 우리는 원자로 흑연막을 만들려고 시도했는데, 브러시법과 비슷한 박리 기술을 사용했다. 두께가 65438 00nm 인 다층 샘플을 얻습니다.

그라핀 생산에 관한 첫 번째 특허 중 하나는 2002 년 6 월에 제출되어 2006 년에 비준되었다. 2 년 뒤인 2004 년, Geim 과 Novoselov 는 덩어리 흑연에서 단일 원자 두께의 결정체 [7] 를 추출하여 얇은 실리카 (SiO) 로 옮겼다.

실리콘 칩에서 그래 핀은 전기적으로 격리되어 있다. 이 해석 기술은 그래핀의 비정상적인 양자 홀 효과를 처음으로 관찰한 것으로, 그래핀이 예언한 무질량 디라크 페르미자의 이론적 예언에 직접적인 증거를 제공한다. 이 결과는 2005 년' 네이처' 잡지에 발표된 Geim 의 연구팀인 김과 Zhang 이 보고한 것이다. 하임과 노보쇼로프는 그라핀에 대한 획기적인 연구로 상을 받았으며, 특히 20 10 년 노벨 물리학상을 수상했다.

20 13 년, 유럽연합집행위원회 지원 대규모 연구 프로젝트의 총 예산은 100 억으로 150 개 파트너 조직과 관련이 있습니다.

상업적 규모의 생산이 증명되면, 그라핀의 상업화는 빠르게 진행될 것이다. 20 17 년 후, 첫 연구실인 그라핀 전자 장치가 출시된 후 13 년 동안 통합 그라핀 전자 칩이 상업화되어 산티아고 나노 의료 진단을 받은 약학 연구원에게 보급되었습니다.

그라핀

그라핀은 태양전지, 발광 다이오드 (led), 터치 패널, 스마트 창 또는 휴대폰 등 다양한 재료/장치 애플리케이션을 보호하는 투명한 유연성 도체입니다. 예를 들어, 한 중국 회사에서 생산한 그라핀 터치패드 모듈 (2D 탄소 그라핀 소재 유한 회사) 은 휴대폰, 착용 가능 장비 및 가전제품 제조업체에 대량으로 판매되었습니다.

그라핀의 다른 초기 상업적 용도에는 그라핀을 주입한 프린터 분말과 같은 충전제가 포함됩니다.

그래핀 수퍼 콘덴서는 전통적인 전해 전지의 대체 에너지원으로 쓰인다. 충전 속도, 수명, 친환경 생산 등의 장점을 가지고 있다. 20 15 정도부터 골조 기술로 생산된 그라핀 수퍼 콘덴서가 상용화되었으며, 처음으로 전통 배터리를 대체하는 특수 응용에 사용되었습니다. 20 17 까지 상업용 그라핀 수퍼 콘덴서는 산업용 전원 응용 프로그램, 최대 출력 전력 1500 kW 에 사용할 수 있습니다. 20 16 에서 Adgero 는 그라핀 기반 수퍼 콘덴서를 사용하는 대형 트럭용 재생제동 시스템 (KERS) 을 발표했습니다. 20 16 년, 헨리크 피스커 (Henrik Fisker) 는 리튬 이온 배터리 대신 그라핀 수퍼 콘덴서를 사용할 전기 자동차를 개발했다고 발표했습니다.

리튬 이온 배터리에 비해 에너지 밀도가 낮은 문제가 해결되고 있다. 계획된 전기 자동차의 목표는 최소 400 마일 (640km) 이다. 이후 피스크가 생산한 전기자동차는 여전히 리튬 이온 배터리를 사용할 것이라고 발표했지만, 그라핀 수퍼 콘덴서에 대한 연구는 계속 나노 기술 회사에서 제공할 것이다.