БҮХ БУЦАГЧДЫГ

Графен цинхны үндэсний босоо

Төгсөгч
Илрүүлэх Бүтээгдэхүүнүүд

Графен (Graphene) нь угын атомууд sp² холболттайгаар холбогдсон бөгөөд гурван хажуутай шатны үзүүлэлттэй хоёр хэмжээстэй хоньцой гурвалжны жагсаалт бүрдсэн шинэ материал юм. Графен нь ижил тулгууртай, электрич, механик үнэлгээтэй ихээр томъёолж, материалын шинжлэх ухаан, микрөөсөөр, нанотехнологийн ашиглах, энергийн салбар, биомедицин, урлагийн татахад ихээр том ашигтай байдаг учраас зориулж бодит болгох материал гэж үздэг.

Андре Гейм ба Константин Новоселов, Их Британийн Манчестерийн их сургууль дахь физикчид графитээс графеныг амжилттай хувааж авсан үндэслэлийг олоход 2010 онд Физикийн Нобелийн сэтгүүл авсан. Графенын хамгийн их хэрэглэгдэх порцын боловсруулалтын аргууд нь механик хуваах, REDOX арга, SiC эпитаксиалчлагч арга, химийн хөдөлгөөний арга (CVD) юм.

Суурь параметрууд

Өнгө Хар
Эмчлэгийн нэгж: Ширээний эмчлэг =25:3
Баригчийн чихэнд дэвсгэрлэх, спрейлэх, гурван дэвсгэрлэх боломжтой
Бүтээл нь харанхуй, цинк хөрш, графен гэсэн гол амьсгалаас, дутагдах эрэгтэй, бууралттай агуулга, тусгай зориулалтын эрэгтэй, шингээмж, бодисын эрэгтэй болон хамба эрэгтэйг агуулдаг.

Бүтээгдэхүүний тэмдэгт мөр

Бүтээгдэхүүний онцлог

Эрсдэлтэй хамгааллын үйлчилгээ. Графен цинк хөршний эх үүсвэр графен листийн бүтцийг ашигласан бөгөөд физик инспирацын татсан бүслэг үүсгэх боломжтой, үүний үр дүнтэй хамгааллын үйлчилгээг нэмэгдүүлдэг. Графены их талбайн талбамж, эрсдэлтэй электрийн үзүүлэлт, чадвар, хүчирхэг жишээ, хамгааллын эрэгтэй болоход маш сайн ажилладаг.
Цингийн цусны ашиглалтыг багасгая. Үндэсний эпоксид цингийн богинохон төмөрт хамаарах эмчилгээнд цингийн цусны ашиглалтын хурд бага, нэмэх хэмжээ их байдаг болон дэлгүүрийн цус нунтаглагчдыг хязгаарлахад зориулагдсан. Графен нэмэгдсэнээр графен цингийн цусны эх сурвалж нь цингийн цусны хэмжээг багасгасан дараа графены удирдлагатай байдалд шугамшруулалтын жорыг үүсгэж, цингийн цусны ашиглалтыг нэмэгдүүлэх болон цусны дундаж хамгааллын чадварыг нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог.
Халуун хоолойн үргэлжлэлийг нэмэгдүүлэх. Графен цингийн цусны эх сурвалждаа графены шилжүүлэх чадвартай байдал нь хам хангалттай мэдээллийг хязгаарлахад тусалж, цусанд буй электролитын концентрацийг бууруулна. Энэ нь металл төмөрт хамаарах электрокемикал хандалтын зах зээлийг бууруулна. Энэ нь цус дахь металл төмөрт хамаарах катодийн хамгааллын ажилыг үргэлжлүүлэхэд тусална, цусны халуун хоолойн үргэлжлэлийг нэмэгдүүлэхэд тусална.
Орчны үзэлт. Графен зинсний босоо цагдаагийн доторх зинсний босооны хэмжээ буурсан тул, уулгах үед гарах зинсний оксидын аюулгүй болон орчны үзэлтийг бууруулан, эрдэнэ шинж чанарыг сайжруулдаг.
Эрчимтэй нийтлэг үзэлт. Графен зинсний босоо цагдаа эпокси зинсний богино цагдааны катодын хамгаалалтын үзэлтэй, стеклийн хавьцааны цагдааны шилжүүлэх үзэлтэй гэх мэт ихэнх үзэлтэй байдаг. Мөн энэ нь сайн хүчирхэгч, холболт, усанд хүнд байдал, хэрэглээний хувьд маш сайн үзэлтэй. Эдгээр нийтлэг үзэлтүүд графен зинсний босоо цагдаагийн хэрэглээний хэмжээг сайжруулж, ангилах үзэлтийг хадгалж буй үед тохиромжтой байдлыг нэмэгдүүлдэг.
Өнгөрөөний стабильдүүлэгч, хими ба химийн стабильдүүлэгч. Графен нь өнгөрөөний, химийн стабильдүүлэгчийн тухайн чанарыг агуулж, их сангийн үеэр, коррозийн эсвэл химийн халдварын үед стабиль байдаг. Энэ нь цагдааны үргэлжлэх хугацааг, тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлдэг.

未标题-1_03.jpg

Бүтээгдэхүүний ашиглалт

Хөдөө амьдралын инженерчлэл: Графен цинк харангины эмаль нь сүүлийн эпоксид цинк богино эмальд огцомол байдлын үр дүнтэй бөгөөд хөдөө амьдралын инженерчлэлд томоохон хэрэглэгдэнэ.
Транспорт: Графен цинк харангины эмаль нь транспорттой холбоотой зорилгоор ашиглагддаг вэбэл, мостууд болон бусад объектүүдийг эмхэтгэхэд ашигладаг.
Уламжлалт өргөн байгууламж: Графен цинк харангины эмаль нь уламжлалт өргөн байгууламжийн эмхэтгэлийн зориулалтаар ашиглагддаг, жишээлбэл, нөөц тархалтын цистернүүд, химиа байгууламжид.
Эрхэм инженерчлэлийн байгууламж: Графен цинк харангины эмаль нь эрхэм инженерчлэлийн байгууламжийн эмхэтгэлийн зориулалтаар ашиглагддаг, жишээлбэл, ядгар эрчим хүчний станцууд, аэропорт байгууламжид.

未标题-1_09.jpg

未标题-1_05.jpg

未标题-1_07.jpg

Хангамжийн схем:

Графен цинк богино эмаль + эпоксид гоймон нутагийн эмаль/эпоксид их бодисын эмаль + акрил полиуретан хамгаалалтын эмаль/полиуретан хамгаалалтын эмаль/полисилоксан хамгаалалтын эмаль/фтор хамгаалалтын эмаль/эпоксид хамгаалалтын эмаль/алкид хамгаалалтын эмаль/графен хамгаалалтын эмаль/хлорин резин хамгаалалтын эмаль зэрэг.

Үйлдвэрлэх үед заавар:

Энэ бүтээгдэхүүн зөвхөн олон цинкт хамааралтай байдаг болон удаан үеийн тухайн эрэгтэй амьдарч байгаа нь цинк шаргал гараад ирж болно. Дараах эрэг нь дуусахын өмнө ихэнхдээ цэвэрлэх шаардлагатай, ямар ч үед хоёр тасалтын хоорондох холболтыг буруутгаж болно.
Эрэгтэй температур нь цуглуулалтын цэгнээс 3 °C-аас доош байвал боломжгүй бөгөөд эрэгтэй температур 5 °C-аас доош байх үед эрэг нь суурьлан буй учраас эрэгтэйгээр бичих боломжгүй.
Их температурт бичих үед сунгах үзэг үүсэх боломжтой. Сунгах үзэгтэйгээс сэргийлэхийн тулд доод шингээний хэмжээг зохицуулах боломжтой.
Энэ бүтээгдэхүүнийг бүтээгдэхүүний цомын хувилбар эсвэл энэ мэдээллийн дагуу бичигчийн ажилтан хэрэглэх ёстой.

Төмөр хөрөнгө:

Цус, халуун гээд зэрэг нь дүрмийн хамгийн их халуун ас хасах стандарт Sa2.5-д хүртэх, тус бодисын 30ум-75ум хүрэх болно; Энэ нь эзэнт газар хийдэг халуун ас хасах дүрмийн St3 түвшинг хүрэх хэрэгтэй.

Цемент хөрөнгө:

Цементтэй хэрэглээний урд тал нь шуурхай, сувагүй, цусны буурч буй эсвэл ус байдаггүй байх ёстой. Эм чимэг, химиаар оршин суугдсан зорилго нь дэлгүүр, содон эсвэл шийдээр хийж чадна, мөн огнооны үеэр хамгаалах, хөшөөнөөр хийх боломжтой, гэхдээ тухайн зорилго нь хортсон болох ёстой.

Эрхэм зорилгууд

Бүтээгдэхүүн амьсгалт, цэвэр газар байршуулж, дулаан, тос, зүрхний хамгаалалтыг олон удаа шалгаж үзэх шаардлагатай.
Үйлдвэрлэлийн газар нь цагцлахгүйгээр амтанд хамрагдахгүй, зураачид нь зүүн, гарын шувуу, маскуудыг хэрэглэх ёстой, эмзэг боловсруулалтын үед хамгаалалтанд хүрэхгүй.
Энэ бүтээгдэхүүнийг хэрэглэх, ашиглах явцад бүх ажил нь эрдэнэ сан, эмзэг боловсруулалт, эрдэнэ татварын зааврын дагуу хийгдэнэ.
Энэ бүтээгдэхүүнийг хэрэглэхэд тунхаглагдаж байвал бидний техникийн хамтран ажиллаж буй байгууллагад холбогдоно уу.

Нэмэлт мэдээлэл: Графен - Физик, Химийн үйлдлүүд

I. Физик үйлдлүүд:

Электрик, оптик үйлдлүүд	Графен дэх арьс атомнуудын зорилго нь сп хибрид орбиталуудтайг байршуулж, графитийн тухайн өндөртэй шугаман тархалтын хувьд ижил байдаг болон дараах үзэгдлүүдийг агуулдаг: арьс атомнууд нь 4 утгаар электронтой байдаг, энд дээрх 3-н электрон нь sp тархалт үүсгэнэ. Өөрөөр хэлбэл, үүнээс үүссэн үр дүнтэй арьс атом бүр нь pz орбитал дахь бусад тархалтгүй электроноор байршуулдаг. Энэ арьс атомнуудын өрөөсөөр холбогдох pz орбитал нь тасралтгүй тархалттай π тархалт үүсгэнэ. Шинээр үүссэн π тархалт нь хагас бүртгэлтэй байдаг. Нийтлэлийн үр дүн нь графен дэх арьс атомнуудад координацийн тоо нь 3 ба 2-оос илүү хамаарах арьс атомуудын хоорондын тархалтын урт нь 1.42×10 метр, тархалтуудын хоорондын өнцөг нь 120° байдаг. σ тархалтуудаар холбогдсон арьс атомнууд нь гурвалжны цуглуулгаар байршинаар шугаман тархалтын хувьд, үүнийгээр тус арьс атом бүр нь тасралтгүй pz орбитал (бензиний цуглуулгад схож) нь ихэнх π тархалт үүсгэнэ, энэ нь тодорхойлсон амьдралд маш их арьсны тооны хувьд шилдэг электрич, оптик үзэгдлүүдийг үүсгэнэ.
Механик шинж чанар	Графен нь хамгийн чадварлаг баримт бутрахын нэг юм, гэхүүн түүнийг дулаандаа эргүүлж болно. Графенын теоретик Young модуль нь 1.0TPa ба inherent тэнцэтгэлийн чадвар нь 130GPa байдаг. Хайдрогон плазмагаар засварлагдсан графен нь ихэнхдээ 0.25TPa-аас их модультай учир нь их чадварлаг байдаг. Графен листүүдээс бүрдсэн графит цахилгаан нь олон амьсгалтай учир нь их хурдан шигшдэг. Энгийн функцын графенээс үүсгэсэн графит цахилгаан нь их чадварлаг, их чадварлаг байдаг.
Электроникийн үзэгдэл	Хоолойн температурт graphene-ийн карриерийн шилжилт нь 15,000 cm/(V·s) байна. Энэ нь silicon материалуудаас 10 дахин их бөгөөд индium antimonide (InSb)-ийн хамгийн их карриерийн шилжилтэй хүчээрээ хоёр дахин их байдаг. Тодорхой нөхцөлүүд дээр, жишээлбэл бага температурт, graphene-ийн карриерийн шилжилт нь 250,000 cm/(V·s) хүрч болно. Нэг л төрлийн олон материалуудтай адилгүй, graphene-ийн электрон шилжилт нь температурын өөрчлөлтөөс илүү бага халдлагатай бөгөөд 50-500K температур хооронд graphene-ийн гурван талт бүхэл эрэгтэй шар танхимын электрон шилжилт нь 15,000 cm/(V·s) тутамд байна.
Сувагийн үсгийн чанар	Графен нь их хэмжээнд үнсэлт хөдөлгөөнтэй юм. Загвартай, хамаатайгүй тухайн графен нь ямар ч угын материал ашиглан хамгийн их үнсэлтийн хөдөлгөөнийг олгодог бөгөөд үнсэлтийн хөдөлгөөн нь 5300В/мК-аас илүү байдаг, энэ нь тус бүр нь 3500В/мК (хувь хүрээлэнтэй угын нанотруб) болон 3000В/мК (өргөтгөлийн угын нанотруб) ашигладаггүй. Түүнийг дамжуулагчийн төлөвөөр ашиглахад үнсэлтийн хөдөлгөөн нь 600В/мК-аас илүү байдаг. Мөн графенийн баллистик үнсэлтийн хөдөлгөөн нь угын нанотрубийн баллистик үнсэлтийн хөдөлгөөнийг хязгаарлаж болно.
Оптик шинж чанар	Графен нь ихтэй оптиктой үнэ цэнэтэй холбоотой байдаг, зургаан урт шугамын завсарт 2.3%-ийг амжилттай ашигладаг бол тодорхой хэмжээнд дулаах юм. Графены олон тооны тоноглогчидад өсөхөөр эдгээр тоноглогчид үр дүнтэйгээр нэмэгдэнэ. Олон газрын графены филмы нь ихтэй оптиктой үнэ цэнэтэй байдаг, мөн графены үргэлжлэх хэмжээндээ өөрчлөгдөнө. Энэ нь графикний нэг тоноглогчийн хувьд ихэвчлэн бага энергийн электронийн байгууламж юм. Худалдааны температурд хоёр хавтастай графены талбайн эффекттэй транзистер руу хэрэгцээ оруулвал графенийн интервал 0-0.25eV хооронд засварлагддаг. Магнитын бусад графены нано лентүүдийн оптик хариу талбарт терагерцын хэмжээнд засварлагддаг.
Тэсвэртэй байдал	Энэ нь ихтэй хольцуулсан хольцууламжтай байдаг, ихтэй усанд харгалзахгүй бөгөөд жиртэй ихтэй хамтран ажилладаг.
Ургах цэг	Эрдэмтд 2015 оны судалгаандаа энэ нь тухайн 4,125K-ын хамт ирж байна гэж хэлсэн ба 5,000 K-ын хамт ирэх боломжтой гэдгийг илэрхийлсэн бусад судалгаууд байдаг
Бусад үйлдлүүд	Ялангуяа атомуудыг эсвэл молекулуудыг adsorb, desorb хийх чадвартай.

Хоёр дахь нь, химийн үйлдлүүд:

Бусад бутархай	Графен оксид	Графитийн оксид ашиглан олдсон таслалттай ууламж. Их хэмжээний графит гадаргууг нь дулаан багтаасан цусны шилдэг зөвшөөрөгдөх үед, графен таслал нь хүчилтөрөгч графен оксидд хувирч, графитийн таслалын хэрэглээ 3.35A-аас эхлэн оксид болоход 7~10A руу нэмэгдэнэ. Хүчилтөрөгч графен оксидийн таслал нь уур амьсгалд хийсэн тохиргоо эсвэл усанд хөршлөөлөх, эсвэл улtrasound гаргахад хялбархан байгаа. XPS, инфракрасный спектроскоп (IR), тогтвортой ядроны магнитны резонансны спектроскоп (NMR) гэх мэт тодорхойлолтууд нь графитийн оксидд нь ихэвчлэн орших оюун төрлийн функц нарийвчлал байдаг, энэ нь хүчил, эпоксид функц нарийвчлал, карбонил, карбоксил гэх мэт. Хүчил болон эпоксид функц нарийвчлал нь эрэгтэй графитийн газрын дээд хэсэгт байрладаг, харин карбонил болон карбоксил нь графенийн эргийн хэсэгт байрладаг.
	Graphiane	Графен нь хидрогин газтай холбогдсон үйлдэлтэй байгаа, молекулын томъёо (CH)n-тай батерхигч хүчсэн угын хувьд бүх орчин нь sp хийгдээгүй ба шатлагдах төрлөөр хамрах графаны эзэрхгүй талбайд хидрогин атомууд нь карбонд холбогдсон байна. Графиан нь зөвхөн босоо бандын хооронд харилцаж буй семикондуктор хувьд үзэгдэнэ.
	Нитrogен-допировсан графен эсвэл углерд нитрид	Нитрогин атомуудыг графенын цомын дотор оруулж нитрогин-допировсан графен болгоод, энэ нь чист графеннээс ихээр сайн үнэ цэнэтэй үр дүнтэй байна. Энд нягтлан, ямар ч үзэгдэлгүй, зогсоход болж чадах гаасны хэлбэртэй байна. Тэдгээрийн зарим листүүд нь төрөл бүрийн хамгийн их хэмжээнд хамтран байршиж, их хэмжээнд хамаарах харьцааг үзүүлдэг.
Биологийн хамт兰члаг	Карбоксил ионуудын оруулалт нь графен материалуудын хэцүүгээр функцын зорилгоор байршуулахgroups, энд шинж чанарыг ихэвчлэн боловсруулдаг. Карбон нанотрубчуудтай харьцуулахад графен бол биологийн материалын судалгаанд хамгийн зөвлөмжтэй. Нанотрубчуудтай харьцуулахад графенийн хажуу уртмаяг ашиглах боломжтой, химийн өөрчлөлтөөр дөхөж болох бөгөөд функцын groups-уудыг оруулахад зөв.
шарах боломж	Энергийн металлуудтай хариуцан ямар ч үйлдэл үзүүлдэг.
Бодисонд буурах	Графен нь хавтаас эсвэл шарах эдлийн цусуудаар шарах боломжтой, энэ нь графеныг бага хэсгүүдэд хувааж чаддаг. Графен шаргал нь графит шаргалын дагуу гаргасан таслалтай материал юм. Энэ нь цагаар эсвэл усанд хувиргаснаар график шаргалын таслалтай структурыг хэвлэхэд зөв.
Нэмэлт үйлдэл	Графенын хоёртын босоо холболтуудыг ашиглан хүссэн группыг нэмэлт үйлдлээр нэмж болно.
Стабильность	Графенийн байгууламж их тогтвортой байдаг, уг хоёр угын холбоо нь 1.42-с бусад болохгүй. Графен доторх уг амьдралын хооронд холбогдоноор эрэ Friedel-Crafts цэгцтэй адил зөвхөн хоёр угааруудын хооронд хамааралтай. Хэрэв графенд гадны хүч илэрхийлэгдэх бол уг амьдрал нь зогсоод чиглэл өөрчилөхгүйгээр байршуулна. Энэ нь байгууламжийн структурыг тогтвортой болгоно. Энэ тогтвортой цэгцтэй байгууламж нь графэнд хамгийн сайн шилдэг үзүүлэлтийг олгодог. Мөн графен доторх электронууд ялгарахдаа цэгцтэй хамаарал эсвэл гадны амьдралууд оруулагдаж буйгүй байхад хуримтлагддаггүй. Уг амьдралуудын хооронд хүч нь ихтэй байдаг учраас хувийн температурд гаригийн уг амьдралууд хамаарахад графен доторх электронууд маш бага хэмжээний хөдөлгөөнтэй байдаг.